5-4-傳感器與變送器解析

1、第四節(jié)第四節(jié) 傳感器與變送器傳感器與變送器4.1 船舶機(jī)艙常用傳感器船舶機(jī)艙常用傳感器一、溫度傳感器一、溫度傳感器 1、熱電阻式溫度傳感器、熱電阻式溫度傳感器 由熱電阻和測量橋路組成的熱電阻式溫度傳感器如圖4-1-1所示。4-1-1 2、熱電偶式溫度傳感器、熱電偶式溫度傳感器 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償原理如圖4-1-2所示。4-1-2二、壓力傳感器二、壓力傳感器 1、電阻式壓力傳感器、電阻式壓力傳感器 電阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理如圖4-1-3所示。 2、金屬應(yīng)變片式壓力傳感器、金屬應(yīng)變片式壓力傳感器 金屬應(yīng)變片式壓力傳感器原理如圖4-1-4所示。 4-3-54-1-43.電磁感應(yīng)壓力檢測器電磁

2、感應(yīng)壓力檢測器 如圖4-1-5所示 圖圖4-1-5 電磁感應(yīng)壓力傳感器原理圖電磁感應(yīng)壓力傳感器原理圖 三三.液位傳感器液位傳感器1.變浮力式液位傳感器 如圖4-1-6所示 圖圖4-1-6 變浮力液位傳感器原理圖變浮力液位傳感器原理圖2.吹氣式液位傳感器吹氣式液位傳感器如圖4-1-7所示 圖圖4-1-7 吹氣式液位傳感器吹氣式液位傳感器 四四.流量傳感器流量傳感器1.容積式流量傳感器容積式流量傳感器 如圖如圖4-1-8所示所示 容積式容量傳感器主要用來檢測油和水的流量，它由檢測齒輪容積式容量傳感器主要用來檢測油和水的流量，它由檢測齒輪1、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸2、永久、永久磁鐵磁鐵3和干簧繼電器和干簧繼電器

3、4組成，如圖組成，如圖4-1-8所示。當(dāng)流體自下向上流過時，由于磨擦所示。當(dāng)流體自下向上流過時，由于磨擦力力存在，因此有壓力損失，使進(jìn)口流體壓力存在，因此有壓力損失，使進(jìn)口流體壓力p1大于出口流體壓力大于出口流體壓力p2，檢測齒輪在壓，檢測齒輪在壓力差的作用下，產(chǎn)生作用力矩而轉(zhuǎn)動，通過的流量越大，齒輪轉(zhuǎn)速越快。齒輪轉(zhuǎn)力差的作用下，產(chǎn)生作用力矩而轉(zhuǎn)動，通過的流量越大，齒輪轉(zhuǎn)速越快。齒輪轉(zhuǎn)動經(jīng)軸動經(jīng)軸2上端的永久磁鐵上端的永久磁鐵3來驅(qū)動干簧繼電器來驅(qū)動干簧繼電器4，使其觸點(diǎn)閉合與斷開，從而輸出，使其觸點(diǎn)閉合與斷開，從而輸出反映流量大小的電脈沖信號。反映流量大小的電脈沖信號。 圖圖4-1-8 容積

4、式流量傳感器原理圖容積式流量傳感器原理圖 2、電磁式流量傳感器、電磁式流量傳感器 電磁式流量傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理來檢測流量的，所以只適用于測量導(dǎo)電磁式流量傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理來檢測流量的，所以只適用于測量導(dǎo)體電液體的流量。它主要由一對磁極、一對電極和檢測放大電路組成，如圖體電液體的流量。它主要由一對磁極、一對電極和檢測放大電路組成，如圖5-2-9所示。一對磁極置于管道兩測，以產(chǎn)生一磁場，導(dǎo)電液體在磁場中垂直于磁通所示。一對磁極置于管道兩測，以產(chǎn)生一磁場，導(dǎo)電液體在磁場中垂直于磁通方向流動時，切割磁力線，于是在兩個電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其電勢的大小與液方向流動時，切割磁力線，于是在兩個電極

5、上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其電勢的大小與液體的體積流量成比例，感應(yīng)電勢經(jīng)放大后輸出。體的體積流量成比例，感應(yīng)電勢經(jīng)放大后輸出。圖圖4-1-9 電磁式流量傳感器電磁式流量傳感器3差壓式流量傳感器差壓式流量傳感器 如圖4-1-10所示 圖圖4-1-10 差壓式流量傳感器差壓式流量傳感器五五.轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器1.測速發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī) 測速發(fā)電機(jī)有直流和交流兩種形式。測速發(fā)電機(jī)有直流和交流兩種形式。測速發(fā)電機(jī)測得的轉(zhuǎn)速信號可送至轉(zhuǎn)速表來指示主機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向測速發(fā)電機(jī)測得的轉(zhuǎn)速信號可送至轉(zhuǎn)速表來指示主機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,但作為控制但作為控制系系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速反饋和轉(zhuǎn)速邏輯鑒別信號統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速反饋和轉(zhuǎn)速邏輯鑒別信號,因不

6、能使用電壓因不能使用電壓,故必須經(jīng)過整流把倒車負(fù)故必須經(jīng)過整流把倒車負(fù)極性電壓信號轉(zhuǎn)換成正極性電壓信號極性電壓信號轉(zhuǎn)換成正極性電壓信號,如圖如圖4-1-11所示所示: 圖圖4-1-11 整流后主、倒車轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電壓值整流后主、倒車轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電壓值五五.轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器(1).直流測速發(fā)電機(jī)直流測速發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī)利用導(dǎo)體切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)速成比例的原理測速發(fā)電機(jī)利用導(dǎo)體切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)速成比例的原理,把轉(zhuǎn)速變把轉(zhuǎn)速變換成相應(yīng)的感應(yīng)電勢。換成相應(yīng)的感應(yīng)電勢。U=Kn,式中式中k為比例系數(shù)。為比例系數(shù)。U的大小反映了主機(jī)轉(zhuǎn)速的高低，的大小反映了主機(jī)轉(zhuǎn)速的高低，U的極性

7、反映了主機(jī)的極性反映了主機(jī)的轉(zhuǎn)向。的轉(zhuǎn)向。（2）交流測速發(fā)電機(jī)）交流測速發(fā)電機(jī) 由于直流發(fā)電機(jī)存在電刷等部件易引起故障，故在新型船舶中多采用交流測速由于直流發(fā)電機(jī)存在電刷等部件易引起故障，故在新型船舶中多采用交流測速發(fā)電機(jī)。其電壓信號是交變的，需要對它進(jìn)行相敏整流、濾波后變成直流電壓信號。發(fā)電機(jī)。其電壓信號是交變的，需要對它進(jìn)行相敏整流、濾波后變成直流電壓信號。 測速發(fā)電機(jī)測得的轉(zhuǎn)速信號可送至轉(zhuǎn)速表來指示主機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，但作為控制系統(tǒng)測速發(fā)電機(jī)測得的轉(zhuǎn)速信號可送至轉(zhuǎn)速表來指示主機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，但作為控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速反饋和轉(zhuǎn)速邏輯鑒別信號，因不能使用負(fù)電壓的轉(zhuǎn)速信號，故必須經(jīng)過整流把中的轉(zhuǎn)速反

8、饋和轉(zhuǎn)速邏輯鑒別信號，因不能使用負(fù)電壓的轉(zhuǎn)速信號，故必須經(jīng)過整流把倒倒車負(fù)極性電壓信號轉(zhuǎn)換成正極性電壓信號，如圖車負(fù)極性電壓信號轉(zhuǎn)換成正極性電壓信號，如圖4-1-11所示。所示。 圖圖4-1-11 整流后主、倒車轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電壓值整流后主、倒車轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電壓值 2、磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器、磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器 磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器的磁頭結(jié)構(gòu)原理圖如圖磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器的磁頭結(jié)構(gòu)原理圖如圖4-1-12所示。所示。 磁頭是產(chǎn)生脈沖信號的部件，它由永久磁鐵磁頭是產(chǎn)生脈沖信號的部件，它由永久磁鐵1、軟磁芯、軟磁芯2、線圈、線圈3及非導(dǎo)磁性外及非導(dǎo)磁性外殼殼4組成。組成。 脈沖頻率可表示為脈沖頻率可表示為 ： 式

9、中，式中，f為脈沖頻率，為脈沖頻率，Z為齒輪的齒數(shù)，為齒輪的齒數(shù)，n為為轉(zhuǎn)速。當(dāng)齒輪的齒數(shù)等于轉(zhuǎn)速。當(dāng)齒輪的齒數(shù)等于60時，時，f=n。因此，可用脈沖頻率來表示轉(zhuǎn)速的高低，。因此，可用脈沖頻率來表示轉(zhuǎn)速的高低，脈沖頻率越高則轉(zhuǎn)速越高。脈沖頻率越高則轉(zhuǎn)速越高。 磁頭所輸出的感應(yīng)電勢脈沖磁頭所輸出的感應(yīng)電勢脈沖信號較弱，其波形也不理想，信號較弱，其波形也不理想，所以要把脈沖信號送入整形放所以要把脈沖信號送入整形放大電路，使其轉(zhuǎn)換成同頻率的大電路，使其轉(zhuǎn)換成同頻率的有較大幅值的矩形波。然后，有較大幅值的矩形波。然后，把矩形波送入頻率把矩形波送入頻率/電壓轉(zhuǎn)換電電壓轉(zhuǎn)換電路變換成電壓信號，該電壓信路變

10、換成電壓信號，該電壓信 圖圖4-1-12 磁脈沖傳感器結(jié)構(gòu)原理圖磁脈沖傳感器結(jié)構(gòu)原理圖號的大小反映了轉(zhuǎn)速的高低。號的大小反映了轉(zhuǎn)速的高低。)(60HznZf 為了檢測主機(jī)的轉(zhuǎn)向，需安裝兩個磁頭，且它們之間錯位為了檢測主機(jī)的轉(zhuǎn)向，需安裝兩個磁頭，且它們之間錯位1/4齒距，使兩個齒距，使兩個磁頭所產(chǎn)生的脈沖信號在相應(yīng)位上相差磁頭所產(chǎn)生的脈沖信號在相應(yīng)位上相差1/4周期。這兩個磁頭輸出的脈沖信號經(jīng)周期。這兩個磁頭輸出的脈沖信號經(jīng)整整形放大后分別送至形放大后分別送至D觸發(fā)器的觸發(fā)器的D端和端和CP端，由其輸出端端，由其輸出端Q是是1或或0來判斷主機(jī)來判斷主機(jī) 正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，其原理圖如圖或反轉(zhuǎn)，其原理

11、圖如圖4-1-13所示。所示。 當(dāng)齒輪正車方向轉(zhuǎn)動時，當(dāng)齒輪正車方向轉(zhuǎn)動時，D觸發(fā)器觸發(fā)器D端的正脈沖總比端的正脈沖總比CP端超前端超前1/4周期，即周期，即CP端在脈沖上升沿時，端在脈沖上升沿時，D端總是端總是1信號，所以輸出端信號，所以輸出端Q保持保持1信號，表示主機(jī)在正信號，表示主機(jī)在正車方向運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)齒輪倒車方向轉(zhuǎn)動時，車方向運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)齒輪倒車方向轉(zhuǎn)動時，D觸發(fā)器觸發(fā)器CP端的正脈沖總比端的正脈沖總比D端超前端超前1/4周周期，即期，即CP端在脈沖上升沿時，端在脈沖上升沿時，D端總是端總是0信號，所以輸出端信號，所以輸出端Q保持保持0信號信號,而端保持而端保持1信號，表示主機(jī)在倒車運(yùn)轉(zhuǎn)。信

12、號，表示主機(jī)在倒車運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖圖4-1-13 磁脈沖傳感器檢測主機(jī)轉(zhuǎn)向的原理圖磁脈沖傳感器檢測主機(jī)轉(zhuǎn)向的原理圖六.轉(zhuǎn)矩傳感器如圖4-1-14所示: 圖圖4-1-14 相位差式扭矩傳感器相位差式扭矩傳感器4.2 變送器變送器一、變送器的構(gòu)成原理一、變送器的構(gòu)成原理1.變送器構(gòu)成原理變送器構(gòu)成原理 如圖4-2-1所示: 圖圖4-2-1 變送器的組成框圖變送器的組成框圖2.變送器的零點(diǎn)調(diào)整、量程調(diào)整和零點(diǎn)遷移變送器的零點(diǎn)調(diào)整、量程調(diào)整和零點(diǎn)遷移 (1).零點(diǎn)調(diào)整零點(diǎn)調(diào)整 零點(diǎn)調(diào)整的目的零點(diǎn)調(diào)整的目的,是使變送器輸出信號的下限值是使變送器輸出信號的下限值ymin與測量信號的下限值與測量信號的下限值xmi

13、n相對應(yīng)。零點(diǎn)調(diào)整的方法是在負(fù)反饋放大器的輸入端加上一個零點(diǎn)調(diào)整信相對應(yīng)。零點(diǎn)調(diào)整的方法是在負(fù)反饋放大器的輸入端加上一個零點(diǎn)調(diào)整信號號z0, 參見圖參見圖4-2-1。只要調(diào)整的大小。只要調(diào)整的大小,總可以使得當(dāng)總可以使得當(dāng)x= xmin時時y= ymin 。 (2).量程調(diào)整量程調(diào)整 量程調(diào)整的目的是使變送器的輸出信號的上限值量程調(diào)整的目的是使變送器的輸出信號的上限值ymax與測量范圍的上限值與測量范圍的上限值xmax相對應(yīng)。相對應(yīng)。 量程調(diào)整的方法量程調(diào)整的方法,通常是改變反饋部分的反饋系數(shù)通常是改變反饋部分的反饋系數(shù)F。F越大越大,量量程就越大程就越大;F越小越小,量程量程 就越小。有些變

14、送器也可用改變測量轉(zhuǎn)換部分的轉(zhuǎn)換系就越小。有些變送器也可用改變測量轉(zhuǎn)換部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)數(shù)D來調(diào)整來調(diào)整 圖圖4-2-2為變送器量程調(diào)整前后的輸入輸出特性。為變送器量程調(diào)整前后的輸入輸出特性。 圖圖4-2-2 變送器輸入輸出特性圖變送器輸入輸出特性圖 (3)零點(diǎn)遷移 如圖4-2-3、4-2-4所示 圖圖4-2-3 變送器量程調(diào)整前后的輸入輸出特性圖變送器量程調(diào)整前后的輸入輸出特性圖 圖圖4-2-4 變送器零點(diǎn)遷移前后的輸入輸出特性圖變送器零點(diǎn)遷移前后的輸入輸出特性圖Fig.4-2-7返回本節(jié)返回本節(jié)3.變送器作用變送器作用作用：測量被控量，并把被控量的變化量作用：測量被控量，并把被控量的變化量按比

15、例的轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)信號，輸出至調(diào)節(jié)器按比例的轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)信號，輸出至調(diào)節(jié)器和顯示儀表。和顯示儀表。氣動標(biāo)準(zhǔn)信號：氣動標(biāo)準(zhǔn)信號：19.6 KPa 98.1 Kpa 0.02MPa 0.1 Mpa 0.2kg/cm21.0kg/cm21.氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.遷移原理遷移原理返回本節(jié)返回本節(jié)二二.氣動差壓變送器氣動差壓變送器（1）測量部分）測量部分把被控量變化轉(zhuǎn)換為軸向推力。把被控量變化轉(zhuǎn)換為軸向推力。p q測測 p F膜膜1.氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理Fig.4-2-7Fig.1-4-6返回本節(jié)返回本節(jié)圖圖4-2-5 氣動差壓

16、變送器結(jié)構(gòu)原理圖氣動差壓變送器結(jié)構(gòu)原理圖1-氣動功率放大器;2,11-鎖緊螺母;3-調(diào)零螺釘;4-頂桿;5-頂針架;6-噴嘴;7擋板;8-調(diào)零、遷移彈簧;9-主杠桿;10-反饋波紋管;12-靜壓誤差調(diào)整螺母;13-彈性支點(diǎn);14-支架;15-正壓室;16-測量膜盒;17-負(fù)壓室;18-鎖緊螺母;19-底板返回最近返回最近圖圖4-2-6 測量部分結(jié)構(gòu)原理圖測量部分結(jié)構(gòu)原理圖1-基體;2-基座;3-金屬片;4-硬芯;5-單向過載保護(hù)圈;6、9-主杠桿;7-密封圈;8-彈性支點(diǎn);10-彈簧片;11-硅油M測p F膜膜l1M反p出出 F波波l2M測 M反pKplFlFp單波膜出21（2）氣動轉(zhuǎn)換部分）

17、氣動轉(zhuǎn)換部分 把測量部分輸出的軸向推把測量部分輸出的軸向推力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的氣壓信號作為差壓變送器的輸出。力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的氣壓信號作為差壓變送器的輸出。1.氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理Fig.1-4-7Fig.1-4-4返回本節(jié)返回本節(jié)返回最近返回最近圖圖4-2-7 單杠桿差壓變送器原理圖單杠桿差壓變送器原理圖 在K單中，F(xiàn)膜、F波和l1都是固定不變的，唯一可調(diào)的是l2。 反饋波紋管l2 K單 量程 ； 反饋波紋管l2 K單 量程 。 要得到較大的量程，就必然使l2增長。為不使變送器體積過于龐大，將大量程變送器制作成雙杠桿式變送器。1.氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣

18、動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理Fig.1-4-4返回本節(jié)返回本節(jié)p F膜膜l1q反 l2M測 M反pKpllFllFp雙波膜出3241q反 l4 = p出出F波波l31.氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理（2）氣動轉(zhuǎn)換部分（雙杠桿）氣動轉(zhuǎn)換部分（雙杠桿）Fig.1-4-5Fig.1-4-8返回本節(jié)返回本節(jié)返回最近返回最近圖圖4-2-8 雙杠桿差壓變送器原理圖雙杠桿差壓變送器原理圖1-負(fù)壓室;2-膜盒;3-正壓室;4-彈簧片5-副杠桿;6-彈性支點(diǎn);7-主杠桿;8量程支點(diǎn);9支架;10-連接桿;11-噴嘴;12-擋板;13-放大器;14-反饋波紋管;15-彈簧（3）差壓變

19、送器調(diào)零和調(diào)量程假定p的最大變化范圍是01000mmH20 1.讓正負(fù)壓室均通大氣，使p=0，觀察變送 器輸出壓力是否為0.02MPa，若不是，擰動遷 移（調(diào)零）彈簧，使p出=0.02MPa。 2.逐漸增大正壓室壓力，使p出=0.1MPa，觀察正壓室壓力是否為1000mmH20，若小于它，說明量程小了，則松開量程支點(diǎn)的鎖緊螺母，上移支點(diǎn)，反之亦然。 3.重新調(diào)零、調(diào)量程，直到零點(diǎn)和量程準(zhǔn)確為止。1.氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理Fig.1-4-4返回本節(jié)返回本節(jié) 所謂遷移，是指根據(jù)實(shí)際需要將變送所謂遷移，是指根據(jù)實(shí)際需要將變送器量程的起點(diǎn)由零遷到某一數(shù)值。遷移后，

20、器量程的起點(diǎn)由零遷到某一數(shù)值。遷移后，量程的起點(diǎn)和終點(diǎn)都改變，但量程不變。量程的起點(diǎn)和終點(diǎn)都改變，但量程不變。 以測量鍋爐水位為例說明其遷移原理。以測量鍋爐水位為例說明其遷移原理。2.遷移原理Fig.4-2-14返回本節(jié)返回本節(jié)差壓變送器的負(fù)遷移特性MPa0.02mmH2O600-6000負(fù)遷移負(fù)遷移 0.1Fig.4-2-15返回最近返回最近MPa0.02Kg/cm2100正遷移正遷移0.164返回最近返回最近圖圖4-2-16 差壓變送器的正遷移特性差壓變送器的正遷移特性量程遷移的優(yōu)點(diǎn)：1.適應(yīng)不同應(yīng)用場合的需要：例如，水位測量2.提高靈敏度：量程越小，K越大3.減小誤差： (10-6) 1

21、% = 0.04 (10-0) 1% = 0.1返回本節(jié)返回本節(jié)返回最近返回最近圖圖4-2-14 差壓變送器測量鍋爐水位原理圖差壓變送器測量鍋爐水位原理圖1-鍋爐水鼓;2-參考水位罐;3-測量水位管;4-參考水位管;5-差壓變送器;6-閥箱;A-截止閥;B旁通閥;C-放殘閥用參考水位罐檢測鍋爐水位裝置 512346BACCFig.4-2-14返回最近返回最近圖4-2-14用參考水位罐檢測鍋爐水位裝置 5-差壓差壓變送器變送器2-參考參考水位罐水位罐4-參考參考水位管水位管6-閥箱閥箱BACC-泄放閥泄放閥 1-鍋爐鍋爐A-截止閥截止閥B-平衡閥平衡閥3-測量測量管管Fig.4-2-14返回最近

22、返回最近本節(jié)完本節(jié)完 謝謝！謝謝！三、電動差壓變送器三、電動差壓變送器電動差壓變送器將被測量的物理量轉(zhuǎn)化為420mA的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號，目前，在船舶機(jī)艙中主要以電容式電動差壓變送器為主。 電容式差壓變送器的基本組成可用方框圖4-2-表示。圖圖4-2-電容式差壓變送器組成方框圖電容式差壓變送器組成方框圖1.測量部件測量部件 測量部件的作用是把被測差壓轉(zhuǎn)換成電容量的變化，其核心是差動電容敏感元件。差動電容敏感元件包括中心感壓膜片（可動電極，正負(fù)壓側(cè)弧形電極（固定電極），電極引線，正壓側(cè)、負(fù)壓側(cè)隔離膜片和基體等，如圖4-2-10所示。圖圖4-2-10電容式差壓變送器的敏感元件電容式差壓變送器的敏感元

23、件膜片在差壓的作用下的位移量差壓1比例系數(shù)當(dāng)時，測量膜片與兩弧形電極間的距離相等，設(shè)其間距為，而當(dāng)時，設(shè)測量膜片與兩弧形電極間的距離分別為，則有。若不考慮邊緣電場影響，測量膜片與兩弧形電極構(gòu)成的電容可近似地看作平行板電容器，其電容量可分別表示為pKs11110HAAcsss 22120AAcsss和0011HLCCCAssss由上兩式可得由上式可知，兩電容量的差值與測量膜片的們移成非線性關(guān)系，難以滿足高精度的測量要求。若取兩電容之差與兩電容之和的比值，則有002120001111HLHLAssssCCsKsK KpCCsAssss 式中，K1K2p為比例系數(shù)由此可以得到以下結(jié)論：差動電容的相對變化值與p成線性關(guān)系，可以通過轉(zhuǎn)換電路將這一相對變化值轉(zhuǎn)換為與p成線性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)電流信號；與介電常數(shù)無關(guān)，從原理上消除了填充介質(zhì)介電常數(shù)的變化引起的測量誤差；的大小與S0有關(guān)，S0減小，差動電容的相對變化量越大，即靈敏度越高。HLHLCCCCHLHLCCCCHLHLCCCC2.轉(zhuǎn)換放大電路轉(zhuǎn)換放大電路 轉(zhuǎn)換放大電路的作用是將上述差動電容的相對變化值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流輸出信號。還具有零點(diǎn)調(diào)整、量程調(diào)整、正負(fù)遷移和阻尼調(diào)整等功能。其原理框圖如圖4-