* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

Глава 8. Емкостные датчики вибратора я в л я е т с я ф у н к ц и е й е м к о с т и C , а с л е д о в а т е л ь н о ф у н к ц и е й измеряе¬ м о г о п е р е м е щ е н и я . В ы х о д н ы м и з м е р и т е л ь н ы м прибором я в л я е т с я цифровой и з м е р и т е л ь периода. Для минимизации влияния емкости кабеля C мультивибратор размещен в корпусе преобразователя. Д и а п а з о н рабочих п е р е м е щ е н и й т а к о г о преобразователя с о с т а в л я е т 20 м м , р а з р е ш а ю щ а я способность 0,001 м м , н е о п р е д е л е н н о с т ь 0,002 м м . x k 8.5. Измерительные схемы емкостных датчиков Е м к о с т н ы е д а т ч и к и обладают с р а в н и т е л ь н о в ы с о к о й т о ч н о с т ь ю и д о в о л ь н о н и з к о й с т о и м о с т ь ю . О д н а к о р а з р а б о т ч и к и , р е ш и в ш и е и с п о л ь з о в а т ь емкост¬ н ы е д а т ч и к и в с в о е й к о н с т р у к ц и и , в ы н у ж д е н ы п р е д у с м о т р е т ь с н а ч а л а преоб¬ р а з о в а н и е е м к о с т и в н а п р я ж е н и е , а з а т е м п р е о б р а з о в а н и е э т о г о напряже¬ н и я в цифровой с и г н а л с п о м о щ ь ю п р е ц и з и о н н о г о А Ц П . В и т о г е с и с т е м а м о ж е т о к а з а т ь с я более д о р о г о с т о я щ е й , м е н е е точной или и т о , и д р у г о е сра¬ зу [3, 4]. Существует несколько типичных методов измерения емкости. П р я м о й м е т о д п о д р а з у м е в а е т з а р я д к о н д е н с а т о р а от и с т о ч н и к а т о к а в тече¬ н и е определенного в р е м е н и и з а т е м и з м е р е н и е н а п р я ж е н и я н а к о н д е н с а т о р е . Этот м е т о д требует н а л и ч и я п р е ц и з и о н н о г о и с т о ч н и к а очень м а л е н ь к о г о т о к а и в ы с о к о и м п е д а н с н о г о входа и з м е р и т е л я н а п р я ж е н и я . Второй м е т о д п о д р а з у м е в а е т и с п о л ь з о в а н и е и з м е р я е м о й е м к о с т и в качест¬ ве в р е м я з а д а ю щ е й в R C - г е н е р а т о р е с п о с л е д у ю щ и м и з м е р е н и е м п о с т о я н н о й в р е м е н и , ч а с т о т ы или периода. Этот м е т о д прост, но о б ы ч н о н е обеспечивает в ы с о к о й точности. Еще один подход з а к л ю ч а е т с я в и з м е р е н и и и м п е д а н с а к о н д е н с а т о р а н а пе¬ р е м е н н о м т о к е . И с т о ч н и к с и н у с о и д а л ь н о г о с и г н а л а п о д к л ю ч а е т с я к конден¬ сатору и при э т о м и з м е р я ю т с я н а п р я ж е н и е и т о к через к о н д е н с а т о р . П р и ис¬ п о л ь з о в а н и и ч е т ы р е х п р о в о д н о г о л о г о м е т р и ч е с к о г о п о д к л ю ч е н и я (при к о т о р о м и з м е р я е т с я с о о т н о ш е н и е и м п е д а н с о в ) и с и н х р о н н о г о д е м о д у л я т о р а м о ж н о по¬ лучить н а и б о л е е т о ч н ы й результат. О д н а к о т а к а я с х е м а с р а в н и т е л ь н о с л о ж н а и состоит из м н о г и х компонен¬ тов. Наиболее распространенный метод измерения емкости прецизионного датчика с малой величиной емкости заключается в применении зарядового у с и л и т е л я , к о т о р ы й преобразует с о о т н о ш е н и е и з м е р я е м о й и опорной емко¬ стей в с и г н а л н а п р я ж е н и я . Т а к а я с х е м а п о с т а в л я е т с я в в и д е с п е ц и а л и з и р о в а н ­ н ы х м и к р о с х е м и подходит д л я н е к о т о р ы х с и с т е м при больших о б ъ е м а х про¬ и з в о д с т в а [2]. Во в с е х о п и с а н н ы х м е т о д и к а х е м к о с т ь с н а ч а л а преобразуется в напряже¬ н и е , к о т о р о е затем преобразуется в цифровой к о д при п о м о щ и п р е ц и з и о н н о г о АЦП. На рис. 8.16. п о к а з а н а с х е м а цепи с ОУ, построенная по п р и н ц и п у делителя н а п р я ж е н и я [6]. В д а н н о м случае с 7 = U « C /C C п о м о щ ь ю т а к о й цепи удоб¬ но преобразовывать в н а п р я ж е н и е и з м е н е н и е зазора м е ж д у о б к л а д к а м и к о н вых 1 2