Práce kapacitní senzory spočívá v převodu měřené veličiny na kapacitu. Proto jsou kapacitní snímače klasifikovány jako parametrické. Princip činnosti kapacitních snímačů je založen na závislosti kapacity kondenzátoru na velikosti desek, vzdálenosti mezi nimi a dielektrické konstantě prostředí mezi deskami.
Kapacita kondenzátoru se dvěma plochými deskami je
kde ε je relativní dielektrická konstanta prostředí mezi deskami; ε — dielektrická konstanta (F/m);s — plocha krytin; d — vzdálenost mezi deskami.
Z (1) vyplývá, že ke změně kapacity kondenzátoru může dojít v důsledku změny kterékoli ze tří veličin: d, s, E. Nejpoužívanější jsou kapacitní snímače, které měří lineární pohyby. Na Obr. 1, a, b ukazuje schéma kapacitního lineárního snímače posuvu a závislost kapacity snímače na vstupním signálu – posuv ‘S.
Na Obr. 2, a, b znázorňuje obvod kapacitního snímače úhlové dráhy a závislost kapacity snímače na vstupním signálu – úhel natočení α. U tohoto snímače se kapacita mění v důsledku změny oblasti vzájemného překrytí dvou desek – desek 1 и 2. Jedna z desek (1) je nehybná, druhá (2) se může otáčet v ose vzhledem k desce 1. Vzdálenost mezi deskami se při otáčení desky nemění 2 mění se aktivní plocha mezi deskami 1 и 2 (na obr. 2, а označeno stínováním).
Rýže. 1. Kapacitní snímač lineárního posuvu
Rýže. 2. Kapacitní snímač úhlu
Na Obr. Obrázek 3 ukazuje kapacitní snímač hladiny. U tohoto snímače se kapacita mění v závislosti na hladině kapaliny, protože se mění dielektrická konstanta média mezi stacionárními deskami.
Rýže. 3. Kapacitní snímač hladiny
Kapacitní snímače se používají ve střídavých obvodech. Kapacita je nepřímo úměrná napájecí frekvenci: , kde je úhlová frekvence;f– frekvence Hz.
Při nízké napájecí frekvenci je kapacitní odpor tak vysoký, že změna proudu v obvodu s kapacitním snímačem je velmi obtížně zjistitelná i u vysoce citlivého zařízení. Použití kapacitních snímačů je vhodnější při napájení na vyšší frekvenci (400 Hz nebo více).
2. Charakteristika a schémata zapojení kapacitních snímačů
Citlivost kapacitního snímače je definována jako poměr přírůstku kapacity ke změně naměřené hodnoty, která tento přírůstek způsobila. Pro jednoduchý plochý dvoudeskový kapacitní lineární enkodér se vzduchovou mezerou, kapacita (2)
kde je počáteční vzdálenost mezi deskami o ploše s.
Počáteční vzdálenost je zvolena z konstrukčních důvodů, ale neměla by být menší než určitá hodnota, při které je možný elektrický průraz kondenzátoru. Pro vzduch je průrazné napětí asi 3 kV na 1 mm. Minimální vzdálenost vzduchové mezery u vysoce citlivých kapacitních mikrometrů se považuje za asi 30 mikronů. Citlivost plochého kapacitního senzoru se získá derivováním rovnice (2):
Rýže. 4. Kapacitní snímač tlaku
Citlivost, jak vyplývá z (3) a grafu (obr. 1, b), není konstantní v rozsahu možných pohybů ‘S. Je maximální u malých vstupních signálů (když jsou desky umístěny blízko sebe) a rychle klesá, když jsou desky odstraněny.
Pokud je v obvodu střídavého měřicího můstku zapojen kapacitní snímač, lze zvýšit citlivost měření zvýšením napájecího napětí můstku. I zde je však nutné pamatovat na nebezpečí průrazu mezi plechy. Pro výrazné zvýšení napájecího napětí je mezi desky kondenzátoru umístěna tenká slídová deska. Pro zvýšení citlivosti měřicího obvodu s kapacitním snímačem je nutné zvýšit frekvenci napájecího napětí. Jsou však vyžadována speciální opatření pro stínění obvodu a přívodních vodičů, aby se snížila chyba měření způsobená svodovými proudy a snímacími proudy.
U kapacitního snímače tlaku (obr. 4) je jedna z desek kondenzátoru plochá kulatá membrána 1, snímání tlaku R. Další podšívka 2 snímač je nehybný a má stejný poloměr R, stejně jako membrána 1. Mezi deskami kondenzátoru je počáteční vzduchová mezera. Pod vlivem naměřeného tlaku Р membrána se ohýbá, s největším pohybem δ má membránový střed. Nerovnoměrná změna vzduchové mezery mezi deskami ztěžuje odvození vzorce pro kapacitu takového snímače. Pojďme si jej představit ve finální podobě:
Přímá kombinace citlivého prvku (membrány) se snímačem bez mezilehlých kinematických prvků zajišťuje jednoduchou konstrukci a vysokou spolehlivost a absence třecích ztrát určuje vysokou tlakovou citlivost takového snímače. Když se desky vzájemně pohybují v kondenzátoru, mění se energie elektrického pole, což vede ke vzniku sil působících na desky.
Energie elektrického pole v kondenzátoru
Síla působící na desky je definována jako derivace energie s ohledem na posunutí:
Pro zvýšení přesnosti a citlivosti, jakož i pro snížení vlivu mechanických sil, může být kapacitní snímač vyroben diferenciálně (obr. 5) a zařazen do můstkového obvodu.
Diferenciální kapacitní snímač je plochý kondenzátor s kovovou deskou 1, na kterou působí měřená síla F. Podšívka 1 namontované na elastickém závěsu 6 a pod vlivem síly F se bude míchat paralelně sama se sebou.
Dvě pevné desky 2 и 3 izolován od těla speciálními těsněními 4 и 5. Při nedostatku síly F podšívka 1 zaujímá symetrickou polohu vzhledem k pevným deskám 2 и 3. V tomto případě je kapacita kondenzátoru tvořeného deskami a2, rovná kapacitě kondenzátoru tvořeného deskami 1 и 3:.Pod vlivem měřené síly F, překonání odporu pružného zavěšení 6, podšívka 1 se pohybuje a kapacity horního a spodního kondenzátoru dostávají přírůstky různých znamének:
Protože tyto kapacity jsou zahrnuty v sousedních ramenech můstkového obvodu; Citlivost měřicího obvodu se zdvojnásobí. Síly působící mezi dvojicemi desek směřují proti sobě, tj. vzájemně se ruší.
Most je napájen vysokofrekvenčním generátorem (HFG). Frekvence napájení je několik kilohertzů. Napětí v měřicí diagonále mostu ΔU závisí na měřené síle. Při změně směru síly se fáze výstupního napětí změní o 180°.
Obr. 5 Diferenční kapacitní snímač v můstkovém obvodu
Pro zvýšení citlivosti kapacitních snímačů úhlového posunutí s různými oblastmi vzájemného překrývání desek podle obr. 2 je použit systém skládající se z několika pevných a pohyblivých desek. Takovéto variabilní vzduchové kondenzátory se používají například k ladění rádiových přijímačů.
Pokud mají desky tvar půlkruhu (jako na obr. 2) a osa otáčení pohyblivých desek prochází středy kruhu všech desek, pak se kapacita snímače mění v závislosti na úhlu natočení:
kde п — celkový počet pevných a pohyblivých desek; s je plocha vzájemného překrytí desek při α = 0 (pohyblivé desky jsou zcela zasunuty mezi pevné); d – konstantní vzdálenost mezi pohyblivými a pevnými deskami.
Rozsah úhlu natočení α je od 0 do 180°. Všechny pohyblivé desky jsou navzájem elektricky propojeny a všechny pevné desky jsou také navzájem spojeny. Dochází tedy k paralelnímu zapojení kondenzátorů, ve kterém se celková kapacita, jak známo, rovná součtu kapacit paralelně zapojených kondenzátorů.
Citlivost takového snímače je definována jako změna kapacity při otáčení 1 º, tj.
Snímače úhlové dráhy se používají v můstkových měřicích obvodech. Pro zvýšení citlivosti je možné použít diferenciální snímač znázorněný na Obr. 6. Při otáčení pohyblivé desky ve směru hodinových ručiček 1 kapacita mezi touto deskou a stacionární deskou se zvyšuje 2 a kapacita mezi deskami klesá 1 a pevnou desku 3.
Rýže. 6. Diferenční kapacitní snímač s vysokou citlivostí
Diferenciální obvod, jak již bylo uvedeno, poskytuje kompenzaci protipůsobícího momentu, protože celková kapacita snímače zůstává nezměněna.
Na Obr. Obrázek 7 ukazuje kapacitní senzor s válcovými deskami, používaný k měření hladiny nevodivé kapaliny nebo zrnité pevné látky. Jedno obložení může být kovová nádrž nebo nádrž s vnitřním poloměrem r1, druhé obložení je vyrobeno ve formě kovové tyče nebo válce s vnějším poloměrem r2. Pokud je nádrž naplněna po úroveň х kapalina s dielektrickou konstantou, pak kapacita senzoru může být reprezentována jako kapacita dvou paralelně zapojených kondenzátorů:
kde Сх — objem spodní části nádrže naplněné kapalinou; – kapacita horní části nádrže naplněné vzduchem. Čím větší je dielektrická konstanta materiálu, jehož hladina je měřena, tím větší je citlivost takového senzoru.
Obr.7. Kapacitní snímač hladiny s válcovými deskami
Obecný vzorec pro kapacitu kondenzátoru s válcovými deskami
kde l– délka podšívky.
Pro kapacitu spodní části snímače
Pro kapacitu horní části snímače
Dosazením (11) a (12) do (9) dostaneme
kde L— výška snímacích desek, tj. maximální hladina naplnění nádrže.
Citlivost snímače je určena diferenciací (13) podle úrovně
Z rovnice (14) je zřejmé, že citlivost snímače je konstantní v celém rozsahu měření. Při měření hladiny chemicky agresivních kapalin je vnější a vnitřní obložení pokryto ochranným nátěrem. Měření hladiny pomocí kapacitních senzorů se využívá v kosmické a letecké technice, chemii, petrochemii a dalších průmyslových odvětvích.
Kapacitní senzory našly uplatnění také pro automatické měření tloušťky různých materiálů a povlaků během jejich výrobního procesu.
Uvažujme kapacitní snímač (obr. pro měření tloušťky dielektrického materiálu (například izolační pásky). Mezi pevnými deskami kondenzátoru 1 tažené válečky 2 kontrolovaný materiál 3.
Kapacita snímače, což je plochý dvoudeskový kondenzátor s dvouvrstvým dielektrikem,
kde s — plocha krytin; d — vzdálenost mezi deskami; Δ — tloušťka kontrolovaného materiálu; — dielektrická konstanta kontrolovaného materiálu. Citlivost snímače
Čím menší je rozdíl mezi d и ΔČím větší je dielektrická konstanta materiálu, tím vyšší je citlivost. Citlivost měření pomocí kapacitních snímačů lze zvýšit volbou vhodného měřicího obvodu.
Rýže. 8. Kapacitní snímač tloušťky pásky
Zařazení kapacitního snímače do můstkového obvodu (viz obr. 5), napájeného z vysokofrekvenčního zdroje, umožňuje zaznamenat změny kapacity o 0,1 %. Vyšší citlivosti lze získat pomocí tzv. rezonančního obvodu. V tomto případě je kapacitní snímač zařazen do oscilačního obvodu spolu s indukční reaktancí. Rezonanční obvod je znázorněn na Obr. 9, . Vysokofrekvenční generátor 1 má frekvenci napětí fг a napájí indukčně vázaný obvod sestávající z indukčnosti Lк, trimrový kondenzátor С a kapacitním senzorem Сд. Napětí UK, odstraněn z obvodu, zesílen zesilovačem 2 a je měřena přístrojem 3, jehož stupnice může být odstupňována v jednotkách měřené veličiny. Pomocí laděného kondenzátoru С obvod je nastaven na frekvenci f, blízko (ale ne rovné) frekvenci generátoru.
Rýže. 9. Rezonanční měřicí obvod pro zapínání kapacitního snímače
Úprava se provádí při průměrné kapacitě snímače v rozsahu možných změn měřené hodnoty
V důsledku nastavení napětí UK, odstraněno z obrysu by mělo být přibližně poloviční (bod Б na Obr. 9, b), než napětí při rezonanci Up (tečka О na Obr. 9, b). Takže provozní bod Б se bude nacházet přibližně uprostřed jednoho ze sklonů rezonanční charakteristiky. Tím je zajištěna vysoká citlivost měření (až 0,001 %) a přibližně lineární stupnice měřicího zařízení 3. Nejmenší pohyb pohyblivé snímací desky Сд vede k prudké změně napětí v obvodu. Snížení kapacity vede k prudkému nárůstu napětí, zvýšení kapacity vede k prudkému poklesu napětí. Při volbě pracovního bodu na levém sklonu rezonanční charakteristiky (pomocí laděného kondenzátoru) vede pokles kapacity k poklesu napětí a naopak.
Rezonanční frekvence obvodu je určena z rezonanční podmínky (rovnost kapacitní a indukční reaktance)
Čím nižší je aktivní složka odporu obvodu, tím strmější je rezonanční křivka.
Práce kapacitní senzory spočívá v převodu měřené veličiny na kapacitu. Proto jsou kapacitní snímače klasifikovány jako parametrické. Princip činnosti kapacitních snímačů je založen na závislosti kapacity kondenzátoru na velikosti desek, vzdálenosti mezi nimi a dielektrické konstantě prostředí mezi deskami.
Kapacita kondenzátoru se dvěma plochými deskami je
kde ε je relativní dielektrická konstanta prostředí mezi deskami; ε — dielektrická konstanta (F/m);s — plocha krytin; d — vzdálenost mezi deskami.
Z (1) vyplývá, že ke změně kapacity kondenzátoru může dojít v důsledku změny kterékoli ze tří veličin: d, s, E. Nejpoužívanější jsou kapacitní snímače, které měří lineární pohyby. Na Obr. 1, a, b ukazuje schéma kapacitního lineárního snímače posuvu a závislost kapacity snímače na vstupním signálu – posuv ‘S.
Na Obr. 2, a, b znázorňuje obvod kapacitního snímače úhlové dráhy a závislost kapacity snímače na vstupním signálu – úhel natočení α. U tohoto snímače se kapacita mění v důsledku změny oblasti vzájemného překrytí dvou desek – desek 1 и 2. Jedna z desek (1) je nehybná, druhá (2) se může otáčet v ose vzhledem k desce 1. Vzdálenost mezi deskami se při otáčení desky nemění 2 mění se aktivní plocha mezi deskami 1 и 2 (na obr. 2, а označeno stínováním).
Rýže. 1. Kapacitní snímač lineárního posuvu
Rýže. 2. Kapacitní snímač úhlu
Na Obr. Obrázek 3 ukazuje kapacitní snímač hladiny. U tohoto snímače se kapacita mění v závislosti na hladině kapaliny, protože se mění dielektrická konstanta média mezi stacionárními deskami.
Rýže. 3. Kapacitní snímač hladiny
Kapacitní snímače se používají ve střídavých obvodech. Kapacita je nepřímo úměrná napájecí frekvenci: , kde je úhlová frekvence;f– frekvence Hz.
Při nízké napájecí frekvenci je kapacitní odpor tak vysoký, že změna proudu v obvodu s kapacitním snímačem je velmi obtížně zjistitelná i u vysoce citlivého zařízení. Použití kapacitních snímačů je vhodnější při napájení na vyšší frekvenci (400 Hz nebo více).
2. Charakteristika a schémata zapojení kapacitních snímačů
Citlivost kapacitního snímače je definována jako poměr přírůstku kapacity ke změně naměřené hodnoty, která tento přírůstek způsobila. Pro jednoduchý plochý dvoudeskový kapacitní lineární enkodér se vzduchovou mezerou, kapacita (2)
kde je počáteční vzdálenost mezi deskami o ploše s.
Počáteční vzdálenost je zvolena z konstrukčních důvodů, ale neměla by být menší než určitá hodnota, při které je možný elektrický průraz kondenzátoru. Pro vzduch je průrazné napětí asi 3 kV na 1 mm. Minimální vzdálenost vzduchové mezery u vysoce citlivých kapacitních mikrometrů se považuje za asi 30 mikronů. Citlivost plochého kapacitního senzoru se získá derivováním rovnice (2):
Rýže. 4. Kapacitní snímač tlaku
Citlivost, jak vyplývá z (3) a grafu (obr. 1, b), není konstantní v rozsahu možných pohybů ‘S. Je maximální u malých vstupních signálů (když jsou desky umístěny blízko sebe) a rychle klesá, když jsou desky odstraněny.
Pokud je v obvodu střídavého měřicího můstku zapojen kapacitní snímač, lze zvýšit citlivost měření zvýšením napájecího napětí můstku. I zde je však nutné pamatovat na nebezpečí průrazu mezi plechy. Pro výrazné zvýšení napájecího napětí je mezi desky kondenzátoru umístěna tenká slídová deska. Pro zvýšení citlivosti měřicího obvodu s kapacitním snímačem je nutné zvýšit frekvenci napájecího napětí. Jsou však vyžadována speciální opatření pro stínění obvodu a přívodních vodičů, aby se snížila chyba měření způsobená svodovými proudy a snímacími proudy.
U kapacitního snímače tlaku (obr. 4) je jedna z desek kondenzátoru plochá kulatá membrána 1, snímání tlaku R. Další podšívka 2 snímač je nehybný a má stejný poloměr R, stejně jako membrána 1. Mezi deskami kondenzátoru je počáteční vzduchová mezera. Pod vlivem naměřeného tlaku Р membrána se ohýbá, s největším pohybem δ má membránový střed. Nerovnoměrná změna vzduchové mezery mezi deskami ztěžuje odvození vzorce pro kapacitu takového snímače. Pojďme si jej představit ve finální podobě:
Přímá kombinace citlivého prvku (membrány) se snímačem bez mezilehlých kinematických prvků zajišťuje jednoduchou konstrukci a vysokou spolehlivost a absence třecích ztrát určuje vysokou tlakovou citlivost takového snímače. Když se desky vzájemně pohybují v kondenzátoru, mění se energie elektrického pole, což vede ke vzniku sil působících na desky.
Energie elektrického pole v kondenzátoru
Síla působící na desky je definována jako derivace energie s ohledem na posunutí:
Pro zvýšení přesnosti a citlivosti, jakož i pro snížení vlivu mechanických sil, může být kapacitní snímač vyroben diferenciálně (obr. 5) a zařazen do můstkového obvodu.
Diferenciální kapacitní snímač je plochý kondenzátor s kovovou deskou 1, na kterou působí měřená síla F. Podšívka 1 namontované na elastickém závěsu 6 a pod vlivem síly F se bude míchat paralelně sama se sebou.
Dvě pevné desky 2 и 3 izolován od těla speciálními těsněními 4 и 5. Při nedostatku síly F podšívka 1 zaujímá symetrickou polohu vzhledem k pevným deskám 2 и 3. V tomto případě je kapacita kondenzátoru tvořeného deskami a2, rovná kapacitě kondenzátoru tvořeného deskami 1 и 3:.Pod vlivem měřené síly F, překonání odporu pružného zavěšení 6, podšívka 1 se pohybuje a kapacity horního a spodního kondenzátoru dostávají přírůstky různých znamének:
Protože tyto kapacity jsou zahrnuty v sousedních ramenech můstkového obvodu; Citlivost měřicího obvodu se zdvojnásobí. Síly působící mezi dvojicemi desek směřují proti sobě, tj. vzájemně se ruší.
Most je napájen vysokofrekvenčním generátorem (HFG). Frekvence napájení je několik kilohertzů. Napětí v měřicí diagonále mostu ΔU závisí na měřené síle. Při změně směru síly se fáze výstupního napětí změní o 180°.
Obr. 5 Diferenční kapacitní snímač v můstkovém obvodu
Pro zvýšení citlivosti kapacitních snímačů úhlového posunutí s různými oblastmi vzájemného překrývání desek podle obr. 2 je použit systém skládající se z několika pevných a pohyblivých desek. Takovéto variabilní vzduchové kondenzátory se používají například k ladění rádiových přijímačů.
Pokud mají desky tvar půlkruhu (jako na obr. 2) a osa otáčení pohyblivých desek prochází středy kruhu všech desek, pak se kapacita snímače mění v závislosti na úhlu natočení:
kde п — celkový počet pevných a pohyblivých desek; s je plocha vzájemného překrytí desek při α = 0 (pohyblivé desky jsou zcela zasunuty mezi pevné); d – konstantní vzdálenost mezi pohyblivými a pevnými deskami.
Rozsah úhlu natočení α je od 0 do 180°. Všechny pohyblivé desky jsou navzájem elektricky propojeny a všechny pevné desky jsou také navzájem spojeny. Dochází tedy k paralelnímu zapojení kondenzátorů, ve kterém se celková kapacita, jak známo, rovná součtu kapacit paralelně zapojených kondenzátorů.
Citlivost takového snímače je definována jako změna kapacity při otáčení 1 º, tj.
Snímače úhlové dráhy se používají v můstkových měřicích obvodech. Pro zvýšení citlivosti je možné použít diferenciální snímač znázorněný na Obr. 6. Při otáčení pohyblivé desky ve směru hodinových ručiček 1 kapacita mezi touto deskou a stacionární deskou se zvyšuje 2 a kapacita mezi deskami klesá 1 a pevnou desku 3.
Rýže. 6. Diferenční kapacitní snímač s vysokou citlivostí
Diferenciální obvod, jak již bylo uvedeno, poskytuje kompenzaci protipůsobícího momentu, protože celková kapacita snímače zůstává nezměněna.
Na Obr. Obrázek 7 ukazuje kapacitní senzor s válcovými deskami, používaný k měření hladiny nevodivé kapaliny nebo zrnité pevné látky. Jedno obložení může být kovová nádrž nebo nádrž s vnitřním poloměrem r1, druhé obložení je vyrobeno ve formě kovové tyče nebo válce s vnějším poloměrem r2. Pokud je nádrž naplněna po úroveň х kapalina s dielektrickou konstantou, pak kapacita senzoru může být reprezentována jako kapacita dvou paralelně zapojených kondenzátorů:
kde Сх — objem spodní části nádrže naplněné kapalinou; – kapacita horní části nádrže naplněné vzduchem. Čím větší je dielektrická konstanta materiálu, jehož hladina je měřena, tím větší je citlivost takového senzoru.
Obr.7. Kapacitní snímač hladiny s válcovými deskami
Obecný vzorec pro kapacitu kondenzátoru s válcovými deskami
kde l– délka podšívky.
Pro kapacitu spodní části snímače
Pro kapacitu horní části snímače
Dosazením (11) a (12) do (9) dostaneme
kde L— výška snímacích desek, tj. maximální hladina naplnění nádrže.
Citlivost snímače je určena diferenciací (13) podle úrovně
Z rovnice (14) je zřejmé, že citlivost snímače je konstantní v celém rozsahu měření. Při měření hladiny chemicky agresivních kapalin je vnější a vnitřní obložení pokryto ochranným nátěrem. Měření hladiny pomocí kapacitních senzorů se využívá v kosmické a letecké technice, chemii, petrochemii a dalších průmyslových odvětvích.
Kapacitní senzory našly uplatnění také pro automatické měření tloušťky různých materiálů a povlaků během jejich výrobního procesu.
Uvažujme kapacitní snímač (obr. pro měření tloušťky dielektrického materiálu (například izolační pásky). Mezi pevnými deskami kondenzátoru 1 tažené válečky 2 kontrolovaný materiál 3.
Kapacita snímače, což je plochý dvoudeskový kondenzátor s dvouvrstvým dielektrikem,
kde s — plocha krytin; d — vzdálenost mezi deskami; Δ — tloušťka kontrolovaného materiálu; — dielektrická konstanta kontrolovaného materiálu. Citlivost snímače
Čím menší je rozdíl mezi d и ΔČím větší je dielektrická konstanta materiálu, tím vyšší je citlivost. Citlivost měření pomocí kapacitních snímačů lze zvýšit volbou vhodného měřicího obvodu.
Rýže. 8. Kapacitní snímač tloušťky pásky
Zařazení kapacitního snímače do můstkového obvodu (viz obr. 5), napájeného z vysokofrekvenčního zdroje, umožňuje zaznamenat změny kapacity o 0,1 %. Vyšší citlivosti lze získat pomocí tzv. rezonančního obvodu. V tomto případě je kapacitní snímač zařazen do oscilačního obvodu spolu s indukční reaktancí. Rezonanční obvod je znázorněn na Obr. 9, . Vysokofrekvenční generátor 1 má frekvenci napětí fг a napájí indukčně vázaný obvod sestávající z indukčnosti Lк, trimrový kondenzátor С a kapacitním senzorem Сд. Napětí UK, odstraněn z obvodu, zesílen zesilovačem 2 a je měřena přístrojem 3, jehož stupnice může být odstupňována v jednotkách měřené veličiny. Pomocí laděného kondenzátoru С obvod je nastaven na frekvenci f, blízko (ale ne rovné) frekvenci generátoru.
Rýže. 9. Rezonanční měřicí obvod pro zapínání kapacitního snímače
Úprava se provádí při průměrné kapacitě snímače v rozsahu možných změn měřené hodnoty
V důsledku nastavení napětí UK, odstraněno z obrysu by mělo být přibližně poloviční (bod Б na Obr. 9, b), než napětí při rezonanci Up (tečka О na Obr. 9, b). Takže provozní bod Б se bude nacházet přibližně uprostřed jednoho ze sklonů rezonanční charakteristiky. Tím je zajištěna vysoká citlivost měření (až 0,001 %) a přibližně lineární stupnice měřicího zařízení 3. Nejmenší pohyb pohyblivé snímací desky Сд vede k prudké změně napětí v obvodu. Snížení kapacity vede k prudkému nárůstu napětí, zvýšení kapacity vede k prudkému poklesu napětí. Při volbě pracovního bodu na levém sklonu rezonanční charakteristiky (pomocí laděného kondenzátoru) vede pokles kapacity k poklesu napětí a naopak.
Rezonanční frekvence obvodu je určena z rezonanční podmínky (rovnost kapacitní a indukční reaktance)
Čím nižší je aktivní složka odporu obvodu, tím strmější je rezonanční křivka.
