電容式傳感器的電路轉換

來源：賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2012/12/12

　　1．電橋電路(電幅電路)

　　將電容式傳感器接入交流電橋作為電橋的一個臂(另一個臂為固定電容)或兩個相鄰臂，另兩個臂可以是電阻、電容或電感，也可以是變壓器的兩個二次線圈，則可進行轉換測量。為電容式傳感器構成交流電橋的一些形式。

　　單邊式電容傳感器的電容，是與它匹配的電容，其值與傳感器初始電容相等。為差動式傳感器的兩個電容。電橋電源電壓，為電橋的輸出電壓．夏為變壓器次變化使傳感器電容量隨之改變，電橋失去平衡，其不平衡輸出電壓幅值與被測量的變化有關因此通過電橋電路可將電容量的變化轉換成電量的變化。

　　從電橋靈敏度考慮，在實際電橋電路中，還應附加有零點平衡調節(jié)、靈敏度調節(jié)等環(huán)節(jié)。

　　變壓器式電橋有兩臂是電源變壓器次級線圈，另兩臂為傳感器的兩個電容，使用元件最少，橋路內阻最�。�因此日前較多采用。

　　電容電橋的主要特點有：①電橋輸出調幅波，其幅值與被測量成比例，因此電橋電路又稱為調幅電路；②輸出電壓與電源電壓成比例，因此要求電源采用穩(wěn)幅穩(wěn)領等措施；③傳感器必須工作在平衡位置附近，否則電橋非線性增大，在要求精度高的場合(如飛機用油量表)應采用自動平衡電橋：④輸出阻抗很高(一般達幾兆歐至幾十兆歐)，輸出電壓低，必須后接高輸入阻抗、高放大倍數的處理電路．

　　2．調頻電路

　　電容式傳感器還可利用諧振式調頻電路，主要區(qū)別在于此時電感固定而電容隨被測量的變化而變化。

　　調頻測量電路是將傳感器電容電感元件，再配合放大器構成一個振蕩器諧振電路。當電容傳感器工作時，輸人員導致電容量發(fā)生變化，振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化．將頻率的變化通過獎頻電路變換為振幅的變化，再經放大后，就討用儀表指示或記錄儀器記錄下來。

　　調頻接收系統(tǒng)可分為直故式調頻利外差式調頻兩種類型。外差式調頻線路比較復雜，但性能遠優(yōu)于且放式調頻電路，其主要優(yōu)點是選樣性高、特性穩(wěn)定、抗干擾能力強。

　　3．差動脈沖調寬電路

　　差動脈沖調寬電路也稱為差動脈寬(脈沖寬度)調制電路，它是利用對傳感器電容的充放電使電路輸出脈沖的寬度隨傳感器電容量變化而變化。通過低通濾波器就能得到對應被測量變化的直流信號，為差動式傳感器的兩個電容，若用單組式．則其中一個為固定電容，當電源確定后，電橋的輸出與T形網絡中的傳感器電容的差值有關�？梢姴顒用}沖調寬電路能適用于任何差動式電容式傳感器，其輸出與變化量的關系具有理論上的線性持性：這是f分可貴的性質：在此指出：具有這個持性的電容測量電路還有差動變壓器式電密電橋和由二極管T形電路經改進得到的二極管環(huán)形檢波電路等。

　　差動脈沖調寬電路采用直流電源．其電壓穩(wěn)定度高，不存在穩(wěn)領、波形純度的要求．也不需要相敏檢波與解調等。對元件也沒有線性要求。

　　4．運算放大器式電路

　　由于運算放大器的放大倍數非常大，而且輸入阻抗很高，所以，以作為電容式傳感器比較理想的測量電路。該電路的最大特點是能夠克服變極服型電容式傳感器的非線性，使輸出信號與輸人的機械位移呈線性關系。是傳感器電容，是出走電容川，是輸出電壓信號出運算放大器工作原理可知：運算放大器式電路原理因，式中負號表明輸出電壓與電源電壓反相。顯然，輸出電壓與電容極板間距成線性關系，即從原理上保證了變極歷型電棄式傳感器的線性。理想放大器開環(huán)放大倍數，輸入阻抗石，因此存在一定的非線性誤差，但一般和石足夠大，所以這種誤差很小。

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