Емкостные преобразователиСтраница 6
При питании емкостных преобразователей переменным напряжением U=Usin
t между несущей частотой
и наибольшей частотой W измеряемого сигнала должно сохраняться определенное соотношение. Если изменение емкости преобразователя, обусловленное измерительным сигналом, меняется по закону C=C
+
CsinWt, то I=d(CU)/dt +UdC/dt или
I = C
U
[cos
t +
C/ C
) cos
t sin
t +
+ (/
) (
C/ C
) sin
t cos
t] (5)
В этом выражении первый член в скобках характеризует несущее колебание, второй член пропорционален полезному измерительному сигналу, а третий член является помехой. Для сведения помехи к допускаемому значению необходимо удовлетворить условию /
<< l.
Поскольку емкости преобразователей малы и редко превышают 50-100 пФ, то необходимо учитывать сопротивление утечки изоляции R, паразитную емкость С
между электродами и заземленными элементами, а также сопротивление Д и индуктивность L проводящих кабелей. На Рис.8 дана эквивалентная схема емкостного преобразователя. Необходимость учета всех указанных факторов возникает на достаточно высоких частотах (обычно свыше 10 МГц). Применяемые в емкостных преобразователях диэлектрики неидеальны, и им свойственны потери. При идеальных диэлектриках сдвиг фаз между током и напряжением равен
/2, а если имеются потери, то этот сдвиг уменьшается на угол
, называемый углом потерь. Обычно вместо угла рассматривается tg
, который для эквивалентной схемы на Рис.8,б равен tg
= 1/
C
R
.