62电容式传感器的测量转换电路.PPT

* * 第6章 电容式传感器 　　本章学习电容式传感器的工作原理、测量转换电路及其应用。 * * §6.2 电容式传感器的测量转换电路  * * 转换电路实现将微小的电容变化转换为电压、电流或频率等信号。 电容转换电路有电桥电路、调频电路、运算放大器式电路、二极管双T型交流电桥等。 被测非电量 电容变化 电量 电容式传感器 转换电路 * * 一、 电桥电路 　将电容传感器接入交流电桥作为电桥的一个臂(另一臂为固定电容)或两个相邻臂，另两个臂可以是电阻或电容或电感，也可以是变压器的两个二次线圈。 * * １、单臂接法的桥式测量电路（图a） 电容C1、C2、C3、Cx构成电桥的四臂，CX为电容传感器, 交流电桥平衡时有： 　　　　C1／C2＝Cx／C3 　　　此时， U0＝０ 当Cx改变时，U0≠0，有输出电压。 * * ２、差动接法的桥式测量电路（图b） 　　在图b)的电路中，接有差动电容传感器，其空载输出电压为： 　由于电桥输出的电压与电源电压成比例，因此要求电源电压波动极小，需要采用稳幅、稳频等措施。 ＋ ＋ * * 二、调频电路 　 调频电路将电容式传感器作为LC振荡器谐振回路的一部分，当电容传感器工作时，电容Cx发生变化，就使振荡器的频率f 产生相应的变化。 * * 　当被测量变化使传感器电容改变时，振荡器的振荡频率随之改变， 即振荡器频率受传感器电容所调制。 调频电路的灵敏度高，抗干扰能力强。 调频振荡器的频率为： Ｌ—振荡回路的电感 Ｃ—振荡回路总电容 * * 请思考： 电容式传感器的调频电路与电涡流传感器的调频电路有何区别？ 式中哪些量是变量？ * * 　 将电容器接入开环放大倍数为Ａ的运算放大电路中，作为电路的反馈组件。 三、运算放大器式电路 图中U是交流电源电压，C是固定电容，Cx是传感器电容，Uo是输出信号电压。 传感器电容 * * 由理想放大器的工作原理可得： 结论：从原理上保证了变极距型电容式传感器的线性。 最大特点：能克服变极距型电容传感器的非线性。 * * 四、二极管T型网络 当电源处于正半周时: VD2导通，VD1截止，电容Cl经VD2迅速充电至电压E，电源经R1向负载电阻RL供电，与此同时，电容C2经R2和RL放电，流经RL的电流 为这两电流之和。 这种双T型充放电网络是脉冲式测量电路的一种形式，其基本原理是利用电容的充放电。 * * 　如果二极管VD1和VD2具有相同的特性，且C1＝C2，R1＝R2，则两电流大小相等，方向相反，即流过RL的平均电流为零。 　那么C1、C2的任何变化都将使RL上有电流输出。 * * 休息一下