電容式位移發(fā)送器電路圖

出處：2331 發(fā)布于：2009-06-15 00:00:00 | 1943 次閱讀

　　通常位移發(fā)送器多采用差動(dòng)變壓器式結(jié)構(gòu)，這種電路結(jié)構(gòu)雖然比較穩(wěn)定，但其制造工藝、造價(jià)和維修成本都相對(duì)較高。就此我們?cè)O(shè)計(jì)試制了這種電容式位移發(fā)送器，并通過(guò)了測(cè)試和實(shí)際應(yīng)用，取得了良好的效果。

電容式位移發(fā)送器電路圖

　　電容式位移發(fā)送器主要由可變電容器（位移檢測(cè)元件）和轉(zhuǎn)換電路組成。而轉(zhuǎn)換電路是由多諧振蕩器、微分型單穩(wěn)電路和輸出級(jí)的Ｕ－Ｉ變換電路組成。在圖１中，Ｄ１、Ｄ２組成了一個(gè)頻率為８２０Ｈｚ、占空比ｔ／Ｔ為５０％的矩形波發(fā)生器，其輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)由Ｄ３、Ｄ４組成的單穩(wěn)電路。此單穩(wěn)電路的特點(diǎn)是它沒(méi)有反饋保持回路，故它的輸出脈寬域在０＜ｔｄ≤ｔ之間。這個(gè)隨Ｃｘ變化的脈寬信號(hào)，經(jīng)Ｕ－Ｉ變換輸出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。
　　電路工作原理：多諧振蕩器的信號(hào)由Ｄ２輸出端引出，Ｄ２為高電平時(shí)單穩(wěn)電路處于穩(wěn)態(tài)，Ｄ３的輸出端、Ｄ４的輸入端、Ｄ５的輸出端均為低電平。當(dāng)Ｄ２輸出為低電平時(shí)單穩(wěn)電路進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)，Ｄ３輸出高電平時(shí)對(duì)Ｃｘ并通過(guò)Ｒ３和ＲＰ進(jìn)行充電。同時(shí)Ｄ５也輸出一高電平送入Ｕ－Ｉ輸出級(jí)。而Ｄ４的輸入端電壓將隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律降低，當(dāng)這個(gè)電壓低于Ｄ４的閾值電平時(shí)，輸出跳變?yōu)楦唠娖?。?jīng)Ｄ５反相后又跳變?yōu)榈碗娖?。?dāng)Ｄ２輸出的矩形波再跳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，Ｃｘ則又通過(guò)Ｒ３和ＲＰ放電至Ｄ２的高電平結(jié)束，就此完成了一個(gè)單穩(wěn)周期。各點(diǎn)波形見(jiàn)圖２，輸出脈沖的寬度ｔｄ是和Ｃｘ成正比的，這個(gè)電壓經(jīng)Ｒ４、Ｃ２平滑后送至ＶＴ基極，放大并轉(zhuǎn)換成ＤＣ的４～２０ｍＡ統(tǒng)一信號(hào)。由于輸出信號(hào)是從４ｍＡ起始的，可以避開(kāi)ＶＴ的死區(qū)電壓和非線性區(qū)，同時(shí)在發(fā)射極加有較大的負(fù)反饋電阻Ｒ５，能夠有效改善溫度穩(wěn)定性和信號(hào)輸出線性。
　　電路元件選擇：ＩＣ采用六非門電路集成電路ＣＤ４０６９。Ｃｘ可以根據(jù)需要制成直行程式或角行程式線性可變電容器，以方便和執(zhí)行器的機(jī)械連接?？勺冸娙莸娜萘糠秶蛇x擇在１０～３００ｐＦ之間。容量取值大一些可減少雜散電容電路的影響。為了保證電路的穩(wěn)定，電阻宜采用金屬膜電阻。其他元件按電路圖標(biāo)稱選擇即可。
　　安裝和調(diào)試：整個(gè)電路裝在一塊８５ｍｍ×５８ｍｍ的印板上。應(yīng)用時(shí)根據(jù)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)，將可變電容Ｃｘ與之機(jī)械連接。信號(hào)輸出的零點(diǎn)由Ｃｘ的起始電容決定，調(diào)整Ｃｘ的起始電容，使輸出為４ｍＡ。量程上限由電位器ＲＰ調(diào)整，配合機(jī)械位移的上止點(diǎn)，調(diào)整ＲＰ使其為２０ｍＡ。經(jīng)幾次調(diào)整后即可達(dá)到使用要求。

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