Конструирование и применение датчиков — страница 6

  • Просмотров 1962
  • Скачиваний 28
  • Размер файла 103
    Кб

емкостными дифференциальными датчиками, так же как и любые мостовые нулевые схемы с линейными относительно частоты и напряжения сопротивлениями в плечах, предъявляют значительно меньшие требования к стабильности источника питания. Рис. 7 Мостовая схема с емкостным дифференциальным датчиком В простейшем случае дифференциальный емкостный датчик представляет собой две последовательно включенные емкости, построенные

конструктивно таким образом, что при увеличении одной из них другая уменьшается. Эти две емкости могут быть включены в мостовую схему (рис. 7), где два других плеча - реостатные. Если при этом напряжение, снимаемое с диагонали моста, использовать в качестве сигнала для следящей системы, перемещающей щетку потенциометра R в сторону уменьшения рассогласования, то всегда в установившемся состоянии следящей системы это напряжение u=0

в этом случае справедливо соотношение (4) Отсюда следует, что в схемах с дифференциальными емкостными датчиками с воздушным диэлектриком показания отрабатывающего органа (например, положение стрелки Указателя) не зависят ни от состава газа, ни от наличия в нем влаги (не выпадающей в виде капель), так как для обеих емкостей, составляющих дифференциальный датчик, меняется одинаково. В емкостных преобразователях емкость С может

меняться или за счет изменения параметров конденсатора , s, . При этом выполняются функции преобразования неэлектрических величин в изменение емкости или производится модуляция емкости, что имеет место в емкостных модуляторах, ЭС генераторах и др. При работе преобразователя последовательно с его емкостью С включается сопротивление R (см. рис. 3), специально предусмотренное или представляющее собой сопротивление

подводящих проводов. В зависимости от соотношения сопротивлений R и 1/jC преобразователь будет работать в разных режимах. Если R >> 1/C или RC >> 1, то UUr и заряд конденсатора qCU = const, т. е. преобразователь работает в режиме заданного заряда. В этом случае Uс=q/C=C0U/(C0+Csint)U[l-(C/C0)sint] и выходным параметром преобразователя является переменная составляющая напряжения Uс. Этот режим реализуется, в частности, на высоких частотах.

Если R << 1/C или RC << 1, то падение напряжения будет и Uс=U=const, т. е. преобразователь работает в режиме заданного напряжения. Для такого режима q=U(C0+Csint); I=dq/dt=UCcost и выходной величиной является ток. Такой режим имеет место на малых частотах. При питании емкостных преобразователей переменным напряжением U=Umsinwt между несущей частотой w и наибольшей частотой  измеряемого сигнала должно сохраняться определенное