[发明专利]基于ARM的电容极板微位移产生系统

权利要求书

1.一种基于ARM的电容极板微位移产生系统，其特征在于，所述系统包括：电压转换模块、位移控制模块、电机驱动模块、微位移平台、差分电容极板；

所述电压转换模块，用于对220V交流电进行转换，为电机驱动模块、位移控制模块、微位移平台提供工作电源；

所述位移控制模块，用以ARM架构的STM32单片机为核心，通过移植实时操作系统完成图形用户界面的搭建，进行参数输入、位移控制操作并提供位移状态反馈；

所述电机驱动模块，用于设置位移步长，并在接收到位移控制模块的位移控制信号与指令后发送驱动信号至微位移平台；

所述微位移平台，包括步进电机、位移台和导轨，所述步进电机在驱动信号的作用下进行转动，带动位移台沿导轨方向进行线性位移；

所述差分电容极板，用于将微位移平台产生的位移量转换为电容的变化，为外部电容传感器测试电路提供可供测试的电容。

2.根据权利要求1所述的基于ARM的电容极板微位移产生系统，其特征在于，所述电压转换模块包括+24V开关电源和+5V开关电源，两个开关电源接入同一处电源火线、零线和地线中，为电机驱动模块提供+24V电压，为位移控制模块和微位移平台提供+5V电压。

3.根据权利要求1或2所述的基于ARM的电容极板微位移产生系统，其特征在于，所述位移控制模块包括：

任务优先级设置单元，用于设置任务的优先级；

参数输入单元，用于输入位移步数；

数据记录单元，用于存储微位移平台当前的位移值；

数据清空单元，用于清空参数输入单元、数据记录单元的数据；

位移方向控制单元，用于控制位移的方向，包括正向位移和负向位移；

位移控制信号产生单元，用于根据位移步数和方向生成位移控制信号，并传输至电机驱动模块；

中断单元，用于中断位移控制信号的产生；

重置单元，用于将微位移平台恢复至初始位置。

4.根据权利要求3所述的基于ARM的电容极板微位移产生系统，其特征在于，所述电机驱动模块通过设置驱动电流的方向控制位移方向，通过设置驱动电流的大小控制位移步长。

5.根据权利要求4所述的基于ARM的电容极板微位移产生系统，其特征在于，所述差分电容极板包括测量电容组与参考电容组；其中，测量电容组，用于将位移量转换为电容的变化；参考电容组，用于在位移下为外部电容传感器测试电路引入由环境因素产生的误差信号。

6.根据权利要求5所述的基于ARM的电容极板微位移产生系统，其特征在于，所述差分电容极板包括平行正对设置的动极板和定极板，其中动极板设置在位移台上，定极板固定于位移台上方；

所述动极板上设置两个相互连接的正电极和两个相互连接的负电极，所述定极板上设置一个测量电极和两个相互连接的参考电极；其中一个正电极和测量电极组成正向测量电容，一个负电极和测量电极组成负向测量电容，在动极板发生位移时，正向测量电容的电容增量或减量等于负向测量电容的电容减量或增量；

另一个正电极和其中一个参考电极组成正向参考电容，另一个负电极和另一个参考电极组成负向参考电容，在动极板发生位移时，正向参考电容和负向参考电容值不随位移发生变化，作为测量电容组的参考对象，用于消除环境因素对电容的影响。

7.根据权利要求6所述的基于ARM的电容极板微位移产生系统，其特征在于，所述位移台下方设置减震装置。