图5-7 电容式液位变换器结构原理图 解：电容式液位计的电容值为：C?CC0?2??HD1nd0?2?h(?1??)，其中D1nd。
可见C与液面高度h呈线性关系。
可以看出，该结构不宜做成差动形式，所以不宜采用二极管双T形交流电桥，也不宜采用脉冲宽度调制电路。另外要求输出电压U与液位h之间呈线性关系，
0所以不宜采用调频电路和运算放大器式电路。 可以采用环形二极管充放电法，具体电路如图所示。CBxVV可将直流电流表改为直流电压表与负载电阻R的并DD12联，R上的电压为U，则有：
0i1Aei4AV V VDU0?RI?Rf?E(Cx?Cd)
E2E1T1T2R C C 4i2C其中，Cx为电容式液位计的电容值，f为方波的频率，ΔE=E2-E1为方波的幅值，Cd为平衡电容传感器初始电容的调零电容。当h=0
i3Cd环形二极管电容测量电路原理图
时调节
VD3
Cd?C0?2??HD1nd，则输出电
压U与液位h之间呈
0线性关系。
5－5 题5—5图为电容式传感器的双T电桥测量电路，已知R1?R2?R?40k?，RL?20k?，e?10VVD2VD1，
Bf?1MHz，
R2R1RLC0?10pF，C1?10pF，?C1?1pF。求UL的表达式及对于上述已知参数的U值。
LA 解：
UL??R1R(R?2RL)?RUf(C?CL10)(R?RL)2eC1C2C0 UL
(a)R2R1R240?(40?2?20)U2?40?20??0.18?V?＋20?10?1?10C?I1R16L?1?10?12I2 C2＋＋C1I?RLI?C2＋
(b)p(c)5－8 题5—8图为二极管环形电桥检波测量电路，U12为恒压信号源，C和C是差动式电容传感器，C是固定
0电容，其值C0??C1，C0??C2，设二极管VD1~VD4正向电阻
为零，反向电阻为无穷大，信号输出经低通滤波器取出直流信号e。要求：
AB①分析检波电路测量原理； ②求桥路输出信号e
AB?f?C1,C2?的表达式；
③画出桥路中U、U、e在CABAB1?C2、C1?C2、C1?C2三种
p情况下的波形图（提示：画出U正负半周的等效电路图，并标出工作电流即可求出e的表达式）。
C0 D1 D2 ABA 解：
C C0 A C1 C1 D 题5—8图
C2 C Up
t
C0 eAB D4 B 低通滤波器eAB ~ D3 C0 A C2 等效电路为：
D Up C D Up ~ － ＋ C0 B C2 ~ ＋ － C0 B C1 （a）Up为正半周时 （b）Up为负半周时
当Up为正半周时，D1、D3导通，等效电路如图（a）所示。
当Up为负半周时，D2、D4导通，等效电路如图（b）所示。
电容C、C和C的阻抗分别为：Z0120?1j?C0，Z1?1j?C1，
Z2?1j?C2。
则UA?Z1Z2Up，UB?Up。 Z1?Z0Z2?Z0Z0?Z2?Z1?C0?C1?C2? ?Up?Z1?Z0??Z2?Z0??C0?C1??C0?C2?eAB＝UB?UA?Up∵C∴e0??C1，C0??C2
?C1?C21?CUp?Up 2C02C0AB当C1?C2时，Z1?Z2，UA＝UB，eAB＝0； ?C2时，Z1?Z2，
Up正半周时，UA?UB，即0?UA?UBUp负半周时，UA?UB，即UA?UB?0当C1，所以
eAB?0；
当C1?C2时，Z1?Z2，
Up正半周时，UA?UB，即UA?UB?0Up负半周时，UA?UB，即0?UA?UB，所以
eAB?0。
波形如图所示。
Up t 0 C1?C20 UA t UB t 0 eAB 0
t