电容式传感器电容式传感器的测量电路

发布网友发布时间：2024-10-11 04:02

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热心网友时间：2024-11-13 19:04

电容式传感器是一种以其小容量和微小变化（小于皮法拉赫，PF级）为特点的传感器。理论上，交流电桥可以作为其测量电路，然而，由于电容值极小，实际操作中存在困难。常用的测量电路方案有：调频电路、运算放大器式电路、二极管双T形交流电桥和脉冲宽度调制电路。

1. 调频电路的优势在于，它能生成频率信号，这种信号能远距离传输且不易受干扰。其灵敏度极高，能够测量微小至0.01微米的位移变化。然而，非线性问题较为明显，需要通过鉴频器将频率信号转化为电压信号后进行补偿。

2. 运算放大器式电路解决了单个电容传感器的非线性问题，但实现起来因电容变化小而具有挑战性。它需要高输入阻抗以减少泄漏，放大倍数大以接近理想放大器，同时电源电压稳定性和固定电容的稳定性对精度至关重要。

3. 二极管双T形交流电桥的工作原理是通过正负半周的电容充放电产生电流差，当C1和C2相等时，无输出信号；不等时，信号通过电阻RL输出。电路的电源频率需要在兆赫级，电压在几十伏，电源稳定性直接影响输出信号。

4. 脉冲宽度调制电路，尽管图片未给出，通常涉及通过改变脉冲宽度来反映电容的变化，其变化模式与电容的大小成比例，输出信号通常以伏特级变化。