(二)测量电路 1、电桥电路 将电容式传感器接入交流电桥的一个臂(另一个臂为固 定电容)或两个相邻臂,另两个臂可以是电阻或电容或 电感,也可是变压器的两个二次线圈。其中另两个臂是 紧耦合电感臂的电桥具有较高的灵敏度和稳定性,且寄 生电容影响极小、大大简化了电桥的屏蔽和接地,适合 于高频电源下工作。而变压器式电桥使用元件最少,桥 路内阻最小,因此目前较多采用 特点:①高频交流正弦波供电; ②电桥输出调幅波,要求其电源电压波动极小 需采用稳幅、稳频等措施; ③通常处于不平衡工作状态,所以传感器必须工 作在平衡位置附近,否则电桥非线性增大,且在要求精 度高的场合应采用自动平衡电桥; ④输出阻抗很高(几Mg至几十MΩ),输出电压 低,必须后接高输入阻抗、髙放大倍数的处理电路
将电容式传感器接入交流电桥的一个臂(另一个臂为固 定电容)或两个相邻臂，另两个臂可以是电阻或电容或 电感，也可是变压器的两个二次线圈。其中另两个臂是 紧耦合电感臂的电桥具有较高的灵敏度和稳定性，且寄 生电容影响极小、大大简化了电桥的屏蔽和接地，适合 于高频电源下工作。而变压器式电桥使用元件最少，桥 路内阻最小，因此目前较多采用。 （二）测量电路 1、电桥电路 特点：①高频交流正弦波供电； ②电桥输出调幅波，要求其电源电压波动极小， 需采用稳幅、稳频等措施； ③通常处于不平衡工作状态，所以传感器必须工 作在平衡位置附近，否则电桥非线性增大，且在要求精 度高的场合应采用自动平衡电桥； ④输出阻抗很高(几MΩ至几十MΩ)，输出电压 低，必须后接高输入阻抗、高放大倍数的处理电路
2、二极管双T形电路 电路原理如图(a)。供电电压是幅值为±U、周期为T、 占空比为50%的方波。若将二极管理想化,则当电源为 正半周时,电路等效成典型的一阶电路,如图(b)。其中 二极管VD导通、VD2截止,电容C1被以极其短的时间充 电、其影响可不予考虑,电容C2的电压初始值为Uε。根 据一阶电路时域分析的三要素法,可直接得到电容C的 电流和如下: VD R R R R R R E +C1CI C1 R R C2+ ±U
2、二极管双T形电路 电路原理如图(a)。供电电压是幅值为±UE、周期为T、 占空比为50％的方波。若将二极管理想化，则当电源为 正半周时，电路等效成典型的一阶电路，如图(b)。其中 二极管VD1导通、VD2截止，电容C1被以极其短的时间充 电、其影响可不予考虑，电容C2的电压初始值为UE。根 据一阶电路时域分析的三要素法，可直接得到电容C2的 电流i C2如下： C2 UE (b) Ｕｏ R R RL C1 C2 VD1 VD2 iC1 iC2 + + － ＋ ±UE (a) C C1 1 C2 UE RL RL R R R R + + + + iC1 iC2 i’C1 i’C2
R Ur+ E R+R C2 R⊥RRy exp RR R+ R+RL R+R 在[R+(RR1)/(R+R1)]C2<mn2时,电流c2 的平均值lc2可以写成下式: 1R+2R C2 LUEC2 T TR+R L 1R+2R 同理,负半周时电容C1的平均电流TR+R,B1 故在负载R上产生的电压为 RRL RR,(R+2R UE CI C2 R+R (R+R
同理，负半周时电容C1的平均电流: 在［R＋（RRL）/（R＋RL）］C2<<T/2时, 电流iC2 的平均值IC2可以写成下式： 2 2 exp C R R RR R t R R RR R U R R R U i L L L L E L L E C + + − + + + + = 2 0 2 2 0 2 2 1 1 1 2 U C R R R R T i dt T i dt T I E L L c T C c + + = = 1 1 1 2 U C R R R R T I E L L C + + = 故在负载RL上产生的电压为 ( ) ( ) ( ) 0 1 2 2 1 2 ( ) 2 C C T U R R RR R R I I R R RR U E L L L C C L L − + + − = + =
电路特点: ①线路简单,可全部放在探头内,大大缩短了电容 引线、减小了分布电容的影响 ②电源周期、幅值直接影响灵敏度,要求它们高度 稳定; ③输出阻抗为R,而与电容无关,克服了电容式传感 器高内阻的缺点; ④适用于具有线性特性的单组式和差动式电容式传 感器
电路特点： ①线路简单，可全部放在探头内，大大缩短了电容 引线、减小了分布电容的影响； ②电源周期、幅值直接影响灵敏度，要求它们高度 稳定； ③输出阻抗为R，而与电容无关，克服了电容式传感 器高内阻的缺点； ④适用于具有线性特性的单组式和差动式电容式传 感器