同面阵列电容传感器输出信号质量评估研究

来源：计量学报杂志2024年第6期北京时间：

作者：李瑞航,张玉燕,温银堂,潘钊,李泓漾

单位：燕山大学 测量技术与仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004

摘要：通过有限元仿真和实验系统评估了3×4阵列电极同面电容传感器电极对输出信号质量。结果表明,减少电极间距和增加接触边缘长度有利于提高电极对输出信号质量。提出了一种评估同面电容传感器输出信号质量的指标——电极利用率。对不同独立电极数量电极利用率的输出信号质量进行了评估。结果表明,增加独立电极数量只能在一定程度上增加有效输出信息,且引入大量噪声。随着独立电极数量增加,电极利用率下降,解释了独立电极数量增加输出信号质量反而下降的原因。图像重建结果与电极利用率分析结论一致。实验和仿真结果验证了电极利用率评估多电极同面电容传感器输出信号质量的有效性。该方法和结论可为同面电容传感器阵列电极设计和输出信号处理提供参考。

关键词：电容层析成像; 同面阵列电容检测; 同面电容传感器; 信号质量评估; 电极利用率

基金资助：河北省自然科学基金(F2021203024);河北省科技计划项目(216Z1704G)