内容发布更新时间 : 2024/12/25 15:39:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
图5-7 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:C?CC0?2??HD1nd0?2?h(?1??),其中D1nd。
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,所以不宜采用二极管双T形交流电桥,也不宜采用脉冲宽度调制电路。另外要求输出电压U与液位h之间呈线性关系,
0所以不宜采用调频电路和运算放大器式电路。 可以采用环形二极管充放电法,具体电路如图所示。CBxVV可将直流电流表改为直流电压表与负载电阻R的并DD12联,R上的电压为U,则有:
0i1Aei4AV V VDU0?RI?Rf?E(Cx?Cd)
E2E1T1T2R C C 4i2C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
i3Cd环形二极管电容测量电路原理图
时调节
VD3
Cd?C0?2??HD1nd,则输出电
压U与液位h之间呈
0线性关系。
5-5 题5—5图为电容式传感器的双T电桥测量电路,已知R1?R2?R?40k?,RL?20k?,e?10VVD2VD1,
Bf?1MHz,
R2R1RLC0?10pF,C1?10pF,?C1?1pF。求UL的表达式及对于上述已知参数的U值。
LA 解:
UL??R1R(R?2RL)?RUf(C?CL10)(R?RL)2eC1C2C0 UL
(a)R2R1R240?(40?2?20)U2?40?20??0.18?V?+20?10?1?10C?I1R16L?1?10?12I2 C2++C1I?RLI?C2+
(b)p(c)5-8 题5—8图为二极管环形电桥检波测量电路,U12为恒压信号源,C和C是差动式电容传感器,C是固定
0电容,其值C0??C1,C0??C2,设二极管VD1~VD4正向电阻
为零,反向电阻为无穷大,信号输出经低通滤波器取出直流信号e。要求:
AB①分析检波电路测量原理; ②求桥路输出信号e
AB?f?C1,C2?的表达式;
③画出桥路中U、U、e在CABAB1?C2、C1?C2、C1?C2三种
p情况下的波形图(提示:画出U正负半周的等效电路图,并标出工作电流即可求出e的表达式)。
C0 D1 D2 ABA 解:
C C0 A C1 C1 D 题5—8图
C2 C Up
t
C0 eAB D4 B 低通滤波器eAB ~ D3 C0 A C2 等效电路为:
D Up C D Up ~ - + C0 B C2 ~ + - C0 B C1 (a)Up为正半周时 (b)Up为负半周时
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C、C和C的阻抗分别为:Z0120?1j?C0,Z1?1j?C1,
Z2?1j?C2。
则UA?Z1Z2Up,UB?Up。 Z1?Z0Z2?Z0Z0?Z2?Z1?C0?C1?C2? ?Up?Z1?Z0??Z2?Z0??C0?C1??C0?C2?eAB=UB?UA?Up∵C∴e0??C1,C0??C2
?C1?C21?CUp?Up 2C02C0AB当C1?C2时,Z1?Z2,UA=UB,eAB=0; ?C2时,Z1?Z2,
Up正半周时,UA?UB,即0?UA?UBUp负半周时,UA?UB,即UA?UB?0当C1,所以
eAB?0;
当C1?C2时,Z1?Z2,
Up正半周时,UA?UB,即UA?UB?0Up负半周时,UA?UB,即0?UA?UB,所以
eAB?0。
波形如图所示。
Up t 0 C1?C20 UA t UB t 0 eAB 0
t