Дифференциальные схемы емкостных датчиков

 

А) Мостовая схема представлена на рис. 3.12.

 

Рис. 3.12

Балластные резисторы R и емкостные преобразователи C_{S 1}и C_{S 2} образуют плечи измерительного моста. В одну диагональ моста включен источник переменного напряжения, а с другой диагонали снимается выходное напряжение, которое подаётся на дифференциальный усилительный каскад.

Под действием внешнего воздействия ёмкости конденсаторов изменяются на ±Δ С, т.е. ёмкость одного конденсатора возрастает, а другого –уменьшается (рис. 3.13). При этом нарушается баланс моста и на выходной диагонали моста появляется выходной сигнал.

 

Рис. 3.13

 

Б) Схема «конденсатор – диод» представлена на рис. 3.14.

Рис. 3.14

 

При положительном полупериоде диоды V_{D 1} и V_{D 4} открыты, конденсаторы (C ₃; C_{S 1}) и (C ₄; C_{S 2}) образуют делители напряжения. В точках c и d формируется положительное напряжение (рис. 3.15). Напряжение в точке а совпадает с напряжением в точке c, а в точке b –с напряжением в точке d. Выходное напряжение U=u_ab.

При отрицательном полупериоде диоды V_{D 2} и V_{D 3} открыты, конденсаторы (C ₄; C_{S 1}) и (C ₃; C_{S 2}) образуют делители напряжения. В точках c и d формируется отрицательное напряжение. Напряжение в точке а совпадает с напряжением в точке d, а в точке b –с напряжением в точке с. Выходное напряжение U=u_bа.

Таким образом, полярность выходного сигнала не изменяется.

Если емкости C ₃= C ₄ и C_{S 1}= C_{S 2}, то напряжения U_c = U_d и выходное напряжение U =0.

Если C_{S 1}< C_{S 2}, то напряжения | U_c |> | U_d |и выходное напряжение U > 0.

Если C_{S 1}> C_{S 2}, то напряжения | U_c |< | U_d |и выходное напряжение U < 0.

Величина выходного напряжения зависит от разности (C_{S 1}- C_{S 2}):

.

 

Рис. 3.15