精品文档---下载后可任意编辑第 5 章 电容式传感器（P99）5-3 图 5—7 为电容式液位计测量原理图。请为该测量装置设计匹配的测量电路，要求输出电压与液位 h 之间呈线性关系。精品文档---下载后可任意编辑电容式液位变换器结构原理图解：电容式液位计的电容值为：，其中。可见 C 与液面高度 h 呈线性关系。可以看出，该结构不宜做成差动形式，所以不宜采纳二极管双 T 形沟通电桥，也不宜采纳脉冲宽度调制电路。另外要求输出电压与液位 h 之间呈线性关系，所以不宜采纳调频电路和运算放大器式电路,可以采纳环形二极管充放电法，具体电路如图所示。可将直流电流表改为直流电压表与负载电阻 R 的并联，R 上的电压为，则有：，其中，Cx为电容式液位计的电容值，f 为方波的频率，ΔE=E2-E1为方波的幅值，Cd为平衡电容传感器初始电容的调零电容。当 h=0 时调节，则输出电压与液位 h 之间呈线性关系。精品文档---下载后可任意编辑5-5 题 5-5 图为电容式传感器的双 T 电桥测量电路，已知，，，，，，。求的表达式及对于上述已知参数的值。解：5-6 差动电容式传感器接入变压器沟通电桥，当变压器副边两绕组电压有效值均为 U 时，试推到电桥空载输出电压与的关系式。若采纳变截距型电容传感器，初始截距均为，改变后，求空载输出电压与之间的关系式。精品文档---下载后可任意编辑解：（1）设，，由图可知，把上式代入可得：； （2）设，，∴。（或者：，有）5－75－8 题 5—8 图为二极管环形电桥检波测量电路，为恒压信号源，和是差动式电容传感器，是固定电容，其值，，设二极管正向电阻为零，反向电阻为无穷大，精品文档---下载后可任意编辑信号输出经低通滤波器取出直流信号。要求：① 分析检波电路测量原理；② 求桥路输出信号的表达式；③ 画出桥路中、、在、、三种情况下的波形图（提示：画出正负半周的等效电路图，并标出工作电流即可求出的表达式）。解：等效电路为：精品文档---下载后可任意编辑当 Up 为正半周时，D1、D3导通，等效电路如图（a）所示。当 Up 为负半周时，D2、D4导通，等效电路如图（b）所示。电容、和的阻抗分别为：，，。则，。∵∴当时，，，；当时，，，所以；当时，，，所以。波形如图所示。精品文档---下载后可任意编辑
