电容式传感器的转换电路

U L = K U f 2 C
RL U f (C1 C 2 )
_
图双T型充放电网络等效电路 图双 型充放电网络等效电路 UL =
K=
_
( R + RL )
2
2
R ( R + 2 RL )
( R + RL )
常数
RL
U L = K U f (C1 C 2 ) 严格控制电源的 电压及频率的稳定性. 电压及频率的稳定性.
二,调幅电路 交流激励法 交流电桥电路 1. 交流激励法 (a)基本电路 (b)等效电路 L, C x 构成串联谐振回路
L, C x 构成串联谐振回路 若二次绕组的品质因 数很大: 数很大: Q =
ω0L
R
→ ∞
电路的输出电压uc是一个调 幅波, 的变化而变化, 幅波,其幅值随Cx的变化而变化, 而输出信号的频率为激振源的频 率.
_
调频电路
交流激励法基本原理图
谐振曲线图
双T型充放电网络 型充放电网络
双T型充放电网络 型充放电网络 等效电路
脉冲调宽型电路原理图
各点电压波形图
差分脉冲调宽电路
运算放大器电路: (附加) 运算放大器电路: 附加) 放大器的输入阻抗很高,可将其视为理想的. 放大器的输入阻抗很高,可将其视为理想的.
Cx →uc
2. 交流电桥电路
电容式传感器构成交流电桥的一些形式
紧耦合电感臂电桥
变压器电桥
退出
图4-13(b) 电容式传感器构成交流电桥的一些形式
在以上多种电桥中, 在以上多种电桥中,最后 一种( 一种(h)在工程实际中应用较为 广泛.下面以之为例. 广泛.下面以之为例. 电桥构成如右图所示. 电桥构成如右图所示.
I=
2E 1 1 + jω C x 1 jω C x 2
I
I=
2E 1 1 + jω C x 1 jω C x 2
I
1 U o = I E jω C x 2
=
2E 1 1 + jω C x 1 jω C x 2
1 E jωCx 2
E
C x1 C x 2 = E C x1 + C x 2
4.5.2 脉冲型电路 脉冲型转换电路的基本原理是利用电容的充放电. 脉冲型转换电路的基本原理是利用电容的充放电. 两种性能较好,较常用的电路为: 两种性能较好,较常用的电路为: 双T型充放电网络 脉冲调宽型电路 一,双T型充放电网络 型
对称方波
电路的工作原理: 电路的工作原理:
R ( R + 2 RL )
C x1 C x 2 Uo = E C x1 + C x 2
C x 1 = C 0 + C C x 2 = C 0 C
I
2C C Uo = E = E C0 2C 0
E
接有电容传感器的交流电桥输出阻抗很高, 接有电容传感器的交流电桥输出阻抗很高,而输出电 压又很小, 压又很小,所以必须后接高输入阻搞放大器将信号放大后 才能测量. 才能测量.
1 ,调制型电路 根据所调制的参数可分为两类: 根据所调制的参数可分为两类: 调频电路 调幅电路 1. 交流激励法 一,调频电路 转换电路的构成 2. 交流电桥电路
传感器电容是振荡器谐振回路的一部分. 传感器电百度文库是振荡器谐振回路的一部分.
Cx → f →u
当传感器的电容Cx发生变化时,振荡器的频率 f 也相 发生变化时, 应地发生变化,即我们所说的频率调制, 应地发生变化,即我们所说的频率调制,由此实现了Cx → f 的转换,但该频率信号是比较小的信号需要进行放大, 的转换,但该频率信号是比较小的信号需要进行放大,放大 后的频率信号进一步通过鉴频器转化为电压信号. 后的频率信号进一步通过鉴频器转化为电压信号. 鉴频器转化为电压信号 但是,信号的频率被调制的过程中, 但是,信号的频率被调制的过程中,振荡器的幅值也会 发生一定的变化,为了使振荡器的振荡幅值不超出一定的范 发生一定的变化, 在一般的电路中均有限幅环节. 围,在一般的电路中均有限幅环节.
电容式传感器的转换电路
电容式传感器把被测量转换成电路参数C 电容式传感器把被测量转换成电路参数 0,从而使信 号能传输,放大,运算,处理,指示,记录,控制, 号能传输,放大,运算,处理,指示,记录,控制, 得到所需的测量结果或控制某些设备工作. 得到所需的测量结果或控制某些设备工作. 进一步转换成电压 同时,还根据需要将电路参数 进一步转换成电压, 同时,还根据需要将电路参数C进一步转换成电压, 电流,频率等电量参数 等电量参数. 电流,频率等电量参数. 目前这样的转换电路种类很多, 目前这样的转换电路种类很多,一般归结为两大类型 调制型 脉冲型(或称为电容充放电器 脉冲型 或称为电容充放电器) 或称为电容充放电器
c0 U o = U i cx c U o = U i 0 d εS
Cx =
εS
d
Cx ui
放大器
uo C0
配用运算放大器电路的突出特点是: 配用运算放大器电路的突出特点是: 克服了变极距型电容传感器的非线性. 克服了变极距型电容传感器的非线性.
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