近年来,随着科学技术的快速发展,人们对非接触式位置传感器的需求越来越广泛,比如在医疗健康领域、触控领域和柔性可穿戴设备中,非接触式位置传感器得到了大量应用。尤其目前处在新型冠状病毒肺炎盛行时期,如果在人群聚集场所的公共设备中使用非接触式位置传感器,例如公共电梯按钮,银行的自动取款机的人机交互界面中,这样就能避免人与人之间的接触,进一步切断疫情的传播。基于此,本文提出了一种基于湿度变化原理的非接触式位置传感器,主要的研究内容如下:1,传感器阵列的研究与设计。对传感器阵列单元的物理参数进行充分研究,确定出以电极间距与电极宽度之比为1来设计传感器能达到最优的传感器阵列单元性能。为了减少传感器与后端检测电路的导线数量,传感器阵列采用复用式结构,便于微电容阵列检测电路进行阵列扫描。然后对复用式结构进行了等效电路分析,设计屏蔽与选通电路来解决复用式结构带来的阵列信号串扰的问题。2,微电容阵列检测电路的研究与设计。根据传感器系统设计指标要求,需要在2 p F至1 n F的电容变化范围内进行电容测量,并且需要确定传感器的最佳工作频率,经过对电容测量电路的大量研究,选取AD5933阻抗转换器作为电容测量的核心模块。AD5933的电容测量范围有限,为了扩展量程,使用多路复用器设计了量程切换电路。但复用器的加入,其导通电阻会影响测量精度。为了解决此问题,利用运算放大器的虚断特性,使得复用器的导通电阻无电流通过,从而消除了导通电阻对测量精度的影响,进一步提高了传感器后端检测电路的测量范围和测量精度。3,完成传感器系统的软件设计。首先,完成基于STM32F103的下位机软件设计,编写AD5933电容测量驱动代码,分别实现单通道测量和阵列测量。利用单通道测量确定出传感器的最佳工作频率为10 k Hz。接着,设计LabVIEW上位机软件,通过自定义的通信协议实现了上位机对下位机的控制和传感器数据实时显示。最终,经过测试,所设计的传感器系统能在1 mm至10 mm的探测距离范围内实现非接触式位置检测,其微电容阵列检测电路能在±1.6%的测量误差内实现2 p F到3.3 n F电容范围测量,符合传感器系统的设计指标要求。