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電容式傳感器常用的測量電路

閱讀:7144        發(fā)布時間:2016/11/29
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                     電容式傳感器常用的測量電路

   電容式傳感器的測量電路就是將電容式傳感器看成一個電容并轉(zhuǎn)換成電壓或其他電量的電路。因此,常用的測量電路主要有橋式電、調(diào)頻電路、脈沖寬度制電路、運算放大器電路、二極管雙T形交流電橋和緩刑二極管充放電法等。

   調(diào)頻電路實際是把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分,當輸入量導(dǎo)致電容量發(fā)生變化時,振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化。雖然可將頻率作為測量系統(tǒng)的輸出量,用以判斷被測非電量的大小,但此時系統(tǒng)是非線性的,不易校正,因此得加入鑒頻器,將頻率的變化轉(zhuǎn)換為電壓振幅的變化,經(jīng)過放大就可以用儀器指示或記錄儀記錄下來。  

  在實際應(yīng)用中,常采用差動式結(jié)構(gòu),即使靈敏度提高1倍,又使非線性誤差大大降低,抗力增強。電容式傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動振幅(測至0.05μm的微小振幅),尤其適合測量高頻振動振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機械量,還可用來測量壓力、差壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等。在自動檢測和控制系統(tǒng)中也常常用來作為位置信號發(fā)生器。  

從能量轉(zhuǎn)換的角度而言,電容變換器為無源變換器,需要將所測的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓或電流后進行放大和處理。力學(xué)量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉 伸、壓縮、膨脹、變形等無不與長度有著密切的量;這些量又都是通過長度或者長度比值進行測量的量,而其測量方法的相互關(guān)系也很密切。

另外,在有些條件下,這些力學(xué)量變化相當緩慢,而且變化范圍極小,如果要求測量極小距離或位移時要有較高的分辨率,其他傳感器很難做到實現(xiàn)高分辨率要求,在精密測量中所普遍使用的差動變壓器傳感器的分辨率僅達到1~5μm數(shù)量級;而有一種電容測微儀,他的分辨率為0.01μm,比前者提高了兩個數(shù)量級,zui大量程為100±5μm,因此他在精密小位移測量中受到青睞。

 

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