接地电容测量:前馈有源保护

   在众多传感器系统中,传感元件通常是外部元件,其采用屏蔽线与终端用户所连接。传感器接口电路(例如前面几节所描述的结构)已被用来设计悬浮电容式传感器元件,这就意味着带有终端的该元件不再接地。利用这种二端口测量技术,这些元件可以通过接口电路读取,同时这种接口电路可以消除接地产生的寄生电容,其基本原理如图4.1d所示。

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   然而,基于安全或者是操作限制的原因,需要将某一传感元件中 cx的一个终端接地。例如当利用电容式传感器来测量某一接地金属容器 中的液体导电性时,就需要采取上述措施。当在上述情况中采用高阻抗传感元件时,例如电容式传感器,寄生天线电容会与传感元件并联,从而引起巨大的误差并降低传感器的可靠性。对于这种传感器而言,一种通用的降低寄生电容影响的方式是应用有源屏蔽法(见图4,7)[27]。在图4.7中,Cu和%2分别代表了同轴电缆的核心导体与其屏蔽体之间以及屏蔽体与地之间的电容。有源屏蔽放大器会感测到屏蔽线上的电势能并且将这一电压复制到屏蔽体和保护电极上。有源保护和有源屏蔽都是广为人知的技术,其在许多其他类型的阻抗传感器中都有应用。