> Для роботи з ємнісними перетворювачами застосовують вимірювальні ланцюга, в основу яких покладені різні структури - подільники напруги, вимірювальні мости, ємнісне-діодні ланцюга, резонансні контури.
На малюнку 2 приведені варіанти мостових схем включення диференціальних ємнісних датчиків тиску з заземленим рухомим електродом (з мембраною).
В
Умовні позначення:
а - без урахування паразитних ємностей,
б - з урахуванням паразитних ємностей.
Рисунок 2 - Варіанти мостових схем включення диференціальних ємнісних датчиків тиску
Для схеми, зображеної на малюнку 2 а, вихідна напруга розбалансу моста без урахування паразитних ємностей з'єднувальних кабелів має вигляд:
. (4)
З урахуванням паразитних ємностей двох кабелів, що з'єднують датчик з живильним генератором, вираз для U вих ускладнюється:
(5)
Тут,
де Ск, хк - паразитная ємність кабелю і його опір;
С, хс - ємність датчика і його опір.
З урахуванням паразитних ємностей вихідна напруга нелінійно залежить від переміщення мембрани. Нелінійність зменшується з відносним зменшенням величини паразитної ємності в порівнянні з ємністю датчика. p align="justify"> Максимальна похибка нелінійності досягає при максимальному прогині мембрани.
Для схеми, зображеної на малюнку 2 б, в якій ємність кабелю приєднана паралельно мосту і незначно впливає на його роботу, при рівності змінних і постійних плечей моста (R = X) вихідна напруга має вигляд:
. (6)
Похибка від нелінійності в цьому випадку менше, ніж у першій схемі при вдвічі більшій чутливості. Однак ця схема більш чутлива до нестабільності мережі частоти. p> Для визначення похибки нелінійності попередньо доцільно апроксимувати нелінійну характеристику прямою лінією. Причому бажано мати оптимальну апроксимуючу пряму, оскільки через нелінійну характеристику можна провести кілька прямих. Найкращою апроксимуючої прямої буде така, яка перетинає характеристику в області перетворення щонайменше двічі (малюнок 3). p> В якості першого наближення може служити пряма, через кінцеві точки характеристики - y1. Друге наближення характеризується точками перетину всередині діапазону перетворення - y2. p> При цьому різниці між характеристикою перетворення і апроксимуючими прямими відповідно будуть:
(7)
В
Рисунок 3 - Нелінійна характеристика датчика тиску
Чи не вдаючись до спеціальної оптимізації отриманих характеристик, можна домогтися гарної апроксимації, якщо вибрати дві опорні точки, кратні кінцевого значення.
Слід зазначити, що ці рекомендації ефективні тільки для нелінійних характеристик, представлених на малюнку 3 (або близьких до них).
.5 Пружні елементи
