电容器电桥(电容传感器电桥电路)

1. 电容传感器电桥电路

不能用数字电桥测蓄电池内阻! 数字电桥只能测不带电的纯内阻,蓄电池本身带电,不能用数字电桥测. 要用专用的蓄电池内阻测试仪测.

2. 电容传感器的电桥测量电路

因为电感和电容相对交流电才呈现有感抗和容抗，而对直流电不呈现感抗和容抗，所以必须用交流电桥测量。

3. 电容式传感器的电桥测量电路的特点

电桥的准确。测量前，先将电容进行放电，找一个金属的东西往两极一搭，然后将万用表置于电容档位，无极性电容可直接用表针测量电容，不必分红黑表笔。

对于电解电容和一些有极性的电容，需要使用红表笔接正极，黑表笔接负极，然后读取数值，万用表显示数值要与电容上标注的容值相当，如

4. 电容式传感器交流电桥

直流电桥解释：通常是四个电阻满足一定条件，对角线上电阻通过电流为0。

直流电桥平衡条件：电桥电路的主要特点就是当四个桥臂电阻的阻值满足一定关系时，会使接在对角线a、b间的电阻R中没有电流通过。这种情况称平衡状态。

特点：电源采用直流，测量电路使用的电源也是直流，而且其表头、比较臂、比例臂流过的电流性质都是直流。交流电桥解释：道理与直流相似，不过桥臂上可能是电容或电感。

交流电桥的平衡条件：设四个桥臂，Z1（Zx）、Z2、Z3、Z4，相对桥臂的阻抗的乘积相等，即Z1×Z3=Z2×Z4。

特点：是由电阻,电容或电感等元件组成的桥式电路,交流电桥不但可以测交流电阻,电感,电容;还可以测量材料的介电常数,电容器的介质损耗,线圈间的互感系数和耗合系数,磁性材料的磁导率和液体的电导率。

5. 电容传感器后续为什么要接电桥

 电路的灵敏度KT与激励电源电压幅值Ui以及频率f有关，故对激励电源稳定型要求较高。选取Ui的幅值高于二极管死区电压的10倍以上，可使二极管VD1、VD2工作在线性区域。R1、R2及RL的取值范围为10~100kΩ。可以在RL之后设置低通滤波器，能获得平稳的直流输出电压。 双T形电桥电路具有以下特点： ①电路较为简单；②差动电容传感器、信号源、负载有一个公共的接地点，不易受干扰；③VD1和VD2工作在伏安特性的线性段，死区电压影响较小；④输出信号为幅值较高的直流电压。 

6. 电容传感器电桥电路原理图

这里主要介绍电容式传感器的原理、结构类型、测量电路及其工程应用。

当被测量的变化使S、d或ε 任意一个参数发生变化时，电容量也随之而变，从而完成 了由被测量到电容量的转换。根据当式中的三个参数中两个固定，一个可变，使得电容式传感器有三种基本类型：变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介电常数型电容传感器。电容式传感器的测量电路就是将电容式传感器看成一个电容并转换成电压或其他电量的电路。因此，常用的测量电路主要有桥式电路、调频电路、脉冲宽度 制电路、运算放大器电路、二极管双 T 形交流电桥和环行二极管充放电法等。调频电路实际是把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分,当输入量导致电容量发生变化时，振荡器的振荡频率就发生变化。虽然可将频率作为测量系统的输出量，用以判断被测非电量的大小，但此时系统是非线性的，不易校正，因此必须加入鉴频器，将频率的变化转换为电压振幅的变化，经过放大就可以用仪器指示或记录仪记录下来。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 0.01 μm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。因此，在实际应用中，常采用差动式结构，既使灵敏度提高 1 倍，又使非线性误差大大降低，抗干扰能力增强。电容式传感器具有如下特点。(1) 结构简单，适应性强 电容式传感器结构简单，易于制造，精度高;可以做得很小，以实现某些特殊的测量，电容式传感器一般用金属作电极，以无机材料作绝缘支承，因此可工作在高低温、强辐射及强磁场等恶劣的环境中，能承受很大的温度变化，承受高压力、高冲击、过载等;能测超高压和低压差。(2) 动态响应好 电容式传感器由于极板间的静电引力很小，需要的作用能量极小，可动部分可以做得小而薄，质量轻，因此固有频率高，动态响应时间短，能在几兆赫的频率下工作，特适合于动态测量;可以用较高频率供电，因此系统工作频率高。它可用于测量高速变化的参数，如振动等。(3) 分辨率高 由于传感器的带电极板间的引力极小，需要输入能量低，所以特别适合于用来解决输入能量低的问题，如测量极小的压力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很灵敏，分辨力非常高，能感受0.001μm ，甚至更小的位移。(4) 温度稳定性好 电容式传感器的电容值一般与电极材料无关，有利于选择温度系数低的材料，又由于本身发热极小，因此影响稳定性也极微小。(5) 可实现非接触测量、具有平均效应 如回转轴的振动或偏心、小型滚珠轴承的径向间隙等，采用非接触测量时，电容式传感器具有平均效应，可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。不足之处是输出阻抗高，负载能力差，电容传感器的电容量受其电极几何尺寸等限制，一般为几十皮法到几百皮法，使传感器输出阻抗很高，尤其当采用音频范围内的交流电源时，输出阻抗更高，因此传感器负载能力差，易受外界干扰影响而产生不稳定现象;寄生电容影响大，电容式传感器的初始电容量很小，而传感器的引线电缆电容、测量电路的杂散电容以及传感器极板与其周围导体构成的电容等“寄生电容”却较大，降低了传感器的灵敏度，破坏了稳定性，影响测量精度，因此对电缆的选择、安装、接法都要有要求。电容式传感器可用来测量直线位移、角位移、振动振幅(测至 0.05μm的微小振幅)，尤其适合测量高频振动振幅、精密轴系回转精度、加速度等机械量，还可用来测量压力、差压力、液位、料面、粮食中的水分含量、非金属材料的涂层、油膜厚度、测量电介质的湿度、密度、厚度等。在自动检测和控制系统中也常常用来作为位置信号发生器。Mr.李.土鳖. 的感言： 谢谢你帮了我大忙！

7. 电容传感器电桥电路图

电桥测电客主要看它最小电阻值，越小越质量好。

8. 电容传感器电桥电路的公式

利用电桥法测量电容

1．普通交流电桥普通交流电桥法测量电容。将实际电容器等效为串联或并联两种电路，与电容器串联或并联的电阻表示电容器的损耗。前者用于测量损耗较小的电容，后者用于测量损耗较大的电容。当H=0、CX=C0时，电桥处于平衡状态，a-c对角线没有电流输出；若物位H变化，被测电容CX也发生变化，此时，桥路平衡状态被破坏，在a-c对角线上便有电流输出，经二极管检波后，可以得到直流输出信号，该信号大小即反映出物位的高低。2.变压器电桥变压器电桥，与普通交流电桥相比，具有电桥的输入阻抗大、输出阻抗小和抗干扰能力强的优点。由桥路平衡原理对应臂阻抗相乘相等，可推导出其平衡条件为Cx=W2C1W3

RX=W3R1W2当H=0、CX=C0、Rx=R0时，调整C1、R1满足平衡条件，电桥处于平衡状态，输出电压为0，若物位变化，被测电容也发生变化，此时，桥路平衡状态被破坏，有电压输出，经二极管VD检波后，由毫安表M指示输出电流的数值，该数值即反映出物位的高低。

3.2谐振法谐振法测量电容。传感器Cx是谐振回路的调谐电容，谐振回路（L1、C2和Cx）通过电感耦合从稳定的高频振荡器取得振荡电压。Cx变化时，谐振回路的阻抗发生变化。当谐振回路的谐振频率和振荡电路的振荡频率一致时，谐振回路的阻搞达到最大值，其输出信号和经过整流放大后的直流信号都达到最大值。

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