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電容式傳感器常用的測量電路
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(yùn)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(shí)際是把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分,當(dāng)輸入量導(dǎo)致電容量發(fā)生變化時(shí)，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(shí)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(shí)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(qiáng)。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(jī)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(jìn)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(jìn)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(dāng)緩慢，而且變化范圍極小，如果要求測量極小距離或位移時(shí)要有較高的分辨率，其他傳感器很難做到實(shí)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(dá)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。