差动脉宽调制电路及电容传感器应用.ppt

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主讲人：张显阳
组员：韦玉婷 尹良知 赵生
汇报时间：xx月xx日
2022
Anuanl Work Summary Report
Let's make a summary together!
差动脉宽调制电路
工作原理：传感器的电容器充放电时，电容量的变化使电路输出的脉冲宽度随之变化，经低通滤波器得到与被测量变化相应的直流信号。
图中C1、C2为差动式传感器的两个
电容（起始值相等），A1、A2是两
个比较器，参考电压为Ur。
接通电源，A为高电平，B为低电平。由A端经R1对C1充电至Uf=Ur ，比较器A1输出脉冲使双稳态触发器翻转；A变低，B变高。C1经VD1放点至零，B端经R2对C2充电至Ug=Ur，A2输出脉冲再次翻转，A变高，B变低，周而复始。A与B点电位高低的变化受C1，C2调制。
当C1=C2时
A与B两点输出的矩形脉冲宽度相等，
输出电压Uab平均值为零，
右图为各点电压波形。
当C1>C2时
A点输出的脉冲宽度大于B点，
输出电压Uab的平均值不为零，
右图为各点电压波形。
Uab经低通滤波器得到直流电压U0，表示为
其中，UA，UB为A，B点的直流分量（平均值），T1与T2为C1与C2的充电时间
设R1=R2=R，则有
输出电压与电容变化量代数和成正比。此电路要求直流电压稳定性要高，~1MHz，在配一个低通滤波器就可以得到直流信号。
电容传感器的应用
电容式传感器不但应用于位移、振动、角度、加速度、荷重等机械量的测量，也广泛应用于压力、差压力、液压、料份、成分含量等热 工参数测量。
电容压力式传感器
电容式加速度传感器
电容式荷重传感器
振动、位移测量仪
电容测厚传感器
电容式液位传感器
电容压力式传感器
原理：
利用弹性膜片在压力下变形所产生的位移来改变传感器的电容。
当两个腔的压差增加时，膜片弯向低压的一边，微小的位移改变了玻璃片之间的电容，所以分辨率很高。采用LC振荡线路或双T电桥，可以测量压力为0~。
电容式加速度传感器
它有两个固定极板（与壳体绝缘）, 中间有一用弹簧片支撑的质量块，此质量块的两个端面经过磨平抛光后作为可动极板（与壳体电连接）。当传感器壳体随被测对象在垂直方向上作直线加速运动时，两电容的间隙发生变化，一个增加，一个减小，从而使C1、C2产生大小相等，符号相反的增量，此增量正比于被测加速度。