电容式传感器的测量电路

根据传感器的工作原理可把电容式传感器分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。
根据传感器的结构可把电容式传感器分为三种类型的结构形式。它们又可按位移的形式分为线位移和角位移两种，每一种又依据传感器极板形状分成平(圆形)板形和圆柱(圆筒)形，虽然还有球面形和锯齿形等其他形状，但一般很少用。其中差动式一般优于单组(单边)式传感器，它具有灵敏度高、线性范围宽、稳定性高等特点。
优点
1)温度稳定性好
电容式传感器的电容值一般与电极材料无关，这有利于选择温度系数低的材料，又因本身发热极小，影响稳定性甚微。而电阻传感器有铜损，易发热产生零漂。
2)结构简单
电容式传感器结构简单，易于制造和保证高的精度，可以做得非常小巧，以实现某些特殊的测量；能工作在高温，强辐射及强磁场等恶劣的环境中，可以承受很大的温度变化，承受高压力，高冲击，过载等；能测量超高温和低压差，也能对带磁工作进行测量。
3)动态响应好
电容式传感器由于带电极板间的静电引力很小(约几个10^(-5)N)，需要的作用能量极小，又由于它的可动部分可以做得很小很薄，即质量很轻，因此其固有频率很高，动态响应时间短，能在几兆赫兹的频率下工作，特别适用于动态测量。又由于其介质损耗小可以用较高频率供电，因此系统工作频率高。它可用于测量高速变化的参数。

扩展资料电容传感器可以直接测量的非电量为：直线位移、角位移及介质的几何尺寸（或称物位），直线位移及角位移可以是静态的，也可以是动态的，例如是直线振动及角振动。用于上述三类非电参数变换测量的变换器一般说来原理比较简单，无需再作任何预变换。
用来测量金属表面状况、距离尺寸、振幅等量的传感器，往往采用单极式变间隙电容传感器，使用时常将被测物作为传感器的一个极板，而另一个电极板在传感器内。这类传感器的动态范围均比较小，约为十分之几毫米左右，而灵敏度则在很大程度上取决于选材、结构的合理性及寄生参数影响的消除。精度达到0.1μm，分辨力为0.025μm。可以实现非接触测量，它加给被测对象的力极小，可忽略不计。

一、调频测量电路

二、运算放大器电路
三、脉冲宽度调制电路

电容传感器的特点：电容量小，变化更小（PF级）。理论上，交流电桥可作为电容传感器的测量电路，但由于电容及变化太小，不易实现。包括（1）调频电路（2）运算放大器式电路（3）二极管双T形交流电桥（4）脉冲宽度调制电路 特点：
（1）转换电路生成频率信号，可远距离传输不受干扰。
（2）具有较高的灵敏度，可以测量高至0.01μm级位移变化量。
（3）但非线性较差，可通过鉴频器（频压转换）转化为电压信号后，进行补偿。

运算放大器式电路运算放大器要求：
特点：
（1）解决了单个变极板间距离式电容传感器的非线性问题
（2）要求Zi及放大倍数足够大
（3）为保证仪器精度，还要求电源电压的幅值和固定电容稳定
（4）由于Cx变化小，所以该电路实现起来困难
（5）输入阻抗高（避免泄漏）、放大倍数大（接近理想放大器）
正负半周分析：
正半周：C1充电，电流顺时针； C2放电，电流逆时针
负半周： C2充电，电流逆时针； C1放电，电流顺时针
若C1 = C2，则电流抵消，若C1 ≠C2，则RL有信号输出
几点说明：
（1）该电路电源频率Mhz级，电源电压几十伏，电源的稳定性对输出直接产生影响。
（2）当电容以PF级变化时，输出以V级变化。
如图：

18736254485：电容式传感器配用的测量电路有哪几种?它们的工作原理和主要特点是什么...
隗哀苗 ：答：1.调频电路特点: (1)转换电路生成频率信号,可远距离传输不受干扰。(2)具有较高的灵敏度,可以测量高至0.01μm级位移变化量。(3)但非线性较差,可通过鉴频器(频压转换)转化为电压信号后,进行补偿。2.运算放大器式电路运算放大器要求:特点:(1)解决了单个变极板间距离式电容传感器的非线性问题(2)要求Zi及放大倍...

18736254485：电容式传感器配用的测量电路有哪几种?它们的工作原理和主要特点是什么...
隗哀苗 ：答：有直流电流测量电路、单相交流电流测量电路、三相交流电流测量电路。主要特点是将转换元件输出的电信号进行进一步电路的实现转换和显示，处理，记录，如放大处理及滤波控制等线性化功能。工作原理是一般电阻率测井时，下井电流是低频方波，因此测量线路中也应该有换向器，把低频方波整流成脉动直流，经滤波后由检...

18736254485：电容式传感器的测量电路主要有哪几种
隗哀苗 ：答：一、调频测量电路 二、运算放大器电路 三、脉冲宽度调制电路

18736254485：电容式传感器测量电路有哪几种
隗哀苗 ：答：电容式传感器将被测物理量（如压力、位移、加速度等）转换成电量参数——电容，其测量电路就是将电容式传感器看成一个电容并转换成电压或其他电量的电路。因此，常用的测量电路主要有桥式电路、调频电路、脉冲宽度调制电路、运算放大器电路、二极管双T形交流电桥电路和环行二极管充放电路等。

18736254485：...传感器输出特性的非线性问题通常采用什么测量电路
隗哀苗 ：答：为解决单个变极板间距型电容传感器输出特性的非线性问题，通常采用以下测量电路：1. 带有调节电容的电桥测量电路：通过在电桥中添加一个可调节电容，可以调节电桥的平衡状态，从而实现对电容传感器输出的线性化处理。2. 带有运算放大器的差分放大电路：通过将电容传感器接入到运算放大器的差分输入端，利用运算...

18736254485：电容式传感器的测量电路有哪些?
隗哀苗 ：答：1. 电容式传感器在将物理量转换为电容变化后，需要通过测量电路将变化的电容量转换为电量。2. 测量电路的设计对于电容式传感器的性能至关重要，常见的电路类型包括电桥电路、调频电路、脉冲调宽电路以及运算放大器式电路等。3. 高质量的电容式传感器，如槽形传感器，通常具备示教按钮和自动增益控制（ALC）...

18736254485：电容式传感器测量厚度的电路
隗哀苗 ：答：工作电路图说明： 差动式电容测厚传感器的测量原理框图如图所示。音频信号发生器产生的音频信号，接入变压器T的原边线圈，变压器副边的两个线圈作为测量电桥的两臂，电桥的另外两桥臂由标准电容C0和带材与极板形成的被测电容Cx(Cx=C1+C2)组成。 电桥的输出电压经放大器放大后整流为直流，再经差动放大，...

18736254485：电容式传感器的测量电路有哪些
隗哀苗 ：答：电容式传感器把被测物理量转换为电容变化后 ，将电容量转换成电量的电路称作电容式传感器的转换电路。目前较常采用的有电桥电路、调频电路、脉冲调宽电路和运算放大器式电路等。合熠的电容式槽形标签传感器具有示教按钮，ALC功能实现最大信号冗余度，电容式原理能可靠检测透明和不透明标签，调节方便。

18736254485：电容传感器的测量电路有哪些?各有什么特点?
隗哀苗 ：答：电容式传感器的转换电路，主要有：1、电桥电路。将电容传感器接入交流电桥的一个臂或两个相邻臂，另两臂可以是电阻或电容或电感，也可以是变压器的两个次级线圈。测量时被测量变化导致传感器电容变化引起电桥失衡，电桥输出电压变化。2、差动脉冲调宽电路。又叫差动脉宽调制电路，利用对传感器电容的充放电使...

18736254485：电容式传感器测量电路的作用是什么
隗哀苗 ：答：转化。电容式传感器测量电路的作用是将电容式传感器产生的电容变化转化为电信号，通过放大、滤波等处理后输出给显示设备或控制设备，实现对被测物理量的测量和控制。