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- 電容式傳感器的電路轉(zhuǎn)換
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 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(gè)臂(另一個(gè)臂為固定電容)或兩個(gè)相鄰臂，另兩個(gè)臂可以是電阻、電容或電感，也可以是變壓器的兩個(gè)二次線圈，則可進(jìn)行轉(zhuǎn)換測量。為電容式傳感器構(gòu)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(dòng)式傳感器的兩個(gè)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(guān)因此通過電橋電路可將電容量的變化轉(zhuǎn)換成電量的變化。
從電橋靈敏度考慮，在實(shí)際電橋電路中，還應(yīng)附加有零點(diǎn)平衡調(diào)節(jié)、靈敏度調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)。
變壓器式電橋有兩臂是電源變壓器次級(jí)線圈，另兩臂為傳感器的兩個(gè)電容，使用元件最少，橋路內(nèi)阻最�。虼巳涨拜^多采用。
電容電橋的主要特點(diǎn)有：①電橋輸出調(diào)幅波，其幅值與被測量成比例，因此電橋電路又稱為調(diào)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(lǐng)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(jī)用油量表)應(yīng)采用自動(dòng)平衡電橋：④輸出阻抗很高(一般達(dá)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(shù)的處理電路．
2．調(diào)頻電路
電容式傳感器還可利用諧振式調(diào)頻電路，主要區(qū)別在于此時(shí)電感固定而電容隨被測量的變化而變化。
調(diào)頻測量電路是將傳感器電容電感元件，再配合放大器構(gòu)成一個(gè)振蕩器諧振電路。當(dāng)電容傳感器工作時(shí)，輸人員導(dǎo)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(jiǎng)?lì)l電路變換為振幅的變化，再經(jīng)放大后，就討用儀表指示或記錄儀器記錄下來。
調(diào)頻接收系統(tǒng)可分為直故式調(diào)頻利外差式調(diào)頻兩種類型。外差式調(diào)頻線路比較復(fù)雜，但性能遠(yuǎn)優(yōu)于且放式調(diào)頻電路，其主要優(yōu)點(diǎn)是選樣性高、特性穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)。
3．差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路
差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路也稱為差動(dòng)脈寬(脈沖寬度)調(diào)制電路，它是利用對(duì)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(duì)應(yīng)被測量變化的直流信號(hào)，為差動(dòng)式傳感器的兩個(gè)電容，若用單組式．則其中一個(gè)為固定電容，當(dāng)電源確定后，電橋的輸出與T形網(wǎng)絡(luò)中的傳感器電容的差值有關(guān)�？梢姴顒�(dòng)脈沖調(diào)寬電路能適用于任何差動(dòng)式電容式傳感器，其輸出與變化量的關(guān)系具有理論上的線性持性：這是f分可貴的性質(zhì)：在此指出：具有這個(gè)持性的電容測量電路還有差動(dòng)變壓器式電密電橋和由二極管T形電路經(jīng)改進(jìn)得到的二極管環(huán)形檢波電路等。
差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路采用直流電源．其電壓穩(wěn)定度高，不存在穩(wěn)領(lǐng)、波形純度的要求．也不需要相敏檢波與解調(diào)等。對(duì)元件也沒有線性要求。
4．運(yùn)算放大器式電路
由于運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)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(diǎn)是能夠克服變極服型電容式傳感器的非線性，使輸出信號(hào)與輸人的機(jī)械位移呈線性關(guān)系。是傳感器電容，是出走電容川，是輸出電壓信號(hào)出運(yùn)算放大器工作原理可知：運(yùn)算放大器式電路原理因，式中負(fù)號(hào)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(guān)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(shù)，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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