常用的电容式传感器的测量转换电路有哪几种？各有什么特点？

Question

如题所述

Answer 1

电容式传感器测量转换电路就是将电容式传感器看成一个电容，借助于测量电路检出传感器的微小电容增量，并将其转换成与其有函数关系的电压、电流或者频率。电容转换电路有电桥电路(调幅电路)、调频电路、二极管双 T 形交流电桥、运算放大器式电路、脉冲宽度调制电路等。
电容电桥的主要特点有：①电桥输出调幅波，其幅值与被测量成比例，因此电桥电路又称为调幅电路；②输出电压与电源电压成比例，因此要求电源采用稳幅、稳频等措施；②传感器必须工作在平衡位置附近，否则电桥非线性增大，在要求精度高的场合(如飞机用油量表)应采用自动平衡电桥：④输出阻抗很高(一般达几兆欧至几十兆欧)，输出电压低，必须后接高输入阻抗、高放大倍数的处理电路。
调频电容传感器测量电路具有较高的灵敏度，可以测量高至 0.01μ m 级位移变化量。信号的输出频率易于用数字仪器测量，并与计算机通信，抗干扰能力强，可以发送、接收，以达到遥测遥控的目的。缺点是电缆电容、温度变化的影响很大，输出电压 μ0 与被测量之间的非线性一般要靠电路加以校正，因此电路比较复杂。
与其他转换电路相比，运算式电路的原理较为简单，灵敏度和精度最高。但一般需用“驱动电缆”技术来消除电缆电容的影响，电路较为复杂且调整困难。
差动脉冲调宽电路能适用于任何差动式电容传感器，并具有理论上的线性特性。另外，差动脉冲调宽电路采用直流电源，其电压稳定性高，不需要稳频和波形纯度，也不需要相敏检波与解调；对元件无线性要求；经低通滤波器可输出较大的直流电压，对输出矩形波的纯度要求也不高。