2. Измерительный преобразователь для ёмкостного датчика (ед)

Общие данные:

Основная приведенная погрешность преобразования, , %	0,2%
Дополнительная температурная погрешность	/10°С
Рабочий температурный диапазон, С	0…70

Таблица 2

№ вар	, кГц	, пФ	, пФ	, мА	Тип датчика Схема №
1	200	100	50	0…5	3	0,4
2	500	10	40	0…10	2	0,6
3	1,0	5	5	-5…5	1	0,5
4	5,0	30	3	-10…10	4	0,3
5	10,0	10	40	4…20	1	0,4

1. Ёмкостной датчик с изолированными электродами

2. Ёмкостной датчик с заземлённым электродом

3. Дифференциальный ёмкостной датчик с изолированными электродами

4. Дифференциальный ёмкостной датчик с заземлённым средним электродом

Рис. 12. Функциональная схема измерительного преобразователя для емкостного датчика с изолированными электродами

ГКН	– генератор квадратурных синусоидальных напряжений;
ПНТ	– преобразователь ток-напряжение;
ФЧВ	– фазочувствительный выпрямитель;
ФНЧ	– фильтр нижних частот;
ПНТ	– преобразователь напряжение-ток;
ФУН	– формирователь управляющих напряжений;
	– электрическая емкость датчика, изменяющаяся под действием физической величины от до (дано по заданию);
	– сопротивление потерь в датчике (задан пересчитывается в );
	– напряжение смещения, согласует диапазоны изменения и выходного тока ;
	– унифицированный выходной сигнал в виде тока.

Рис. 13. Функциональная схема ИП для дифференциального емкостного датчика с изолированными электродами

Рис. 14. Функциональная схема ИП для емкостного дифференциального датчика с заземленным средним электродом

2.1. Эквивалентная схема ёмкостного датчика

Эквивалентная схема емкостного датчика с изолированными электродами представлена на рисунке 15.

Рис. 15. Эквивалентная схема емкостного датчика

При питании датчика от источника напряжения ток через датчик будет иметь вид: .

В комплексном виде: .

Откуда видно, что ток через датчик имеет две составляющих, одну совпадающую с напряжением питания и составляющую, сдвинутую относительно напряжения питания на и пропорциональную . В результате, суммарный ток через датчик сдвинут относительно питающего напряжения не на 90°, а на угол , где - угол недосдвига до 90°, обусловленный потерями в датчике. Тогда согласно векторной диаграмме имеем