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第5章 电容式传感器（P99）53 图57为电容式液位计测量原理图。请为该测量装置设计匹配的测量电路，要求输出电压与液位h之间呈线性关系。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：，其中。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。另外要求输出电压与液位h之间呈线性关系，所以不宜采用调频电路和运算放大器式电路。V环形二极管电容测量电路原理图R C V 可以采用环形二极管充放电法，具体电路如图所示。可将直流电流表改为直流电压表与负载电阻R的并联，R上的电压为，则有：其中，Cx为电容式液位计的电容值，f为方波的频率，E=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时调节，则输出电压与液位h之间呈线性关系。C0UL55 题55图为电容式传感器的双T电桥测量电路，已知，。求的表达式及对于上述已知参数的值。解：58 题58图为二极管环形电桥检波测量电路，为恒压信号源，和是差动式电容传感器，是固定电容，其值，设二极管正向电阻为零，反向电阻为无穷大，信号输出经低通滤波器取出直流信号。要求： 分析检波电路测量原理； 求桥路输出信号的表达式；低通滤波器UpC0C0CC1C2D1D2D3D4eABDABt题58图 画出桥路中、在、三种情况下的波形图（提示：画出正负半周的等效电路图，并标出工作电流即可求出的表达式）。解：等效电路为：（b）Up为负半周时UpC0C0CC2C1DAB（a）Up为正半周时UpC0C0CC1C2DAB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、和的阻抗分别为：，。则，。当时，；当时，所以；当时，所以。波形如图所示。0tUp0tUA0teAB0tUB0tUA0
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