平衡電橋

自平衡電橋電橋的關(guān)鍵部分是平衡模塊。由于電橋本身并存在不 平衡，即使在傳感器輸入為零的情況下，電橋的輸出也不會為零，而是一個固定的信號，這個固定的不平衡信號大約為幾毫伏至幾十毫伏，有時甚至比傳感器信號要大得多。在水分檢測過程中，這個固定信號會使放大器較早地達到飽和，從而影響電容傳感器信號的放大。為了進一步放大傳感器信號，必須抑制掉這一不平衡信號。

平衡模塊設(shè)計是水分檢測系統(tǒng)提高檢測微小信號能力的關(guān)鍵。平衡的調(diào) 節(jié)方式可以是手動調(diào)節(jié)，也可以是自動調(diào)節(jié)。另外，借助自動平衡模塊還可以實現(xiàn)測量范圍的移動，即在敏感電容值附近實現(xiàn)相對測量，從而極大地提高檢測精度。因此，自動平衡模塊的設(shè)計是實現(xiàn)在 線高精度檢測的關(guān)鍵 。自動平衡電路原理如圖1所示。

電橋檔位選擇后（或者設(shè)定相對檢測電容后），空載傳感器的信號進入自動平衡模塊，并被分解為水平相位信號和垂直相位信號。水平相位信號和垂直相位信號分別通過零比較器控制計數(shù)器的計數(shù)方向。當比較器輸出為高電平時，計數(shù)器減計數(shù)；當比較器輸出為低電平時，計數(shù)器增計數(shù)。水平相位信號有正負之分，如果水平相位信號為正，當平衡按鍵按下時，計數(shù)器開始減計數(shù)，使得數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出逐漸減小，這樣水平相位信號也就逐漸減小，直到減小為零。

如果水平相位信號為負，當平衡按鍵按下時，計數(shù)器開始增計數(shù)，使得數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出逐漸增大，這樣水平相位信號也就逐 漸增大，直到增大到零。垂直相位信號的調(diào)整也同理。調(diào)整的最終結(jié)果是使得水平相位信號和垂直相位信號逐漸向零點靠近，從而完成自動平衡過程，使空載傳感器的輸出為零。

自動平衡電橋，利用電子邏輯電路來代替人工控制電橋中的各項數(shù)值開關(guān)，使電橋達到平衡。它能自選量程，自動轉(zhuǎn)換小數(shù)點和單位符號；測量結(jié)果用數(shù)字顯示或同時提供打印數(shù)據(jù)輸出，以供記錄保存。根據(jù)測量需要可以選用不同的測量頻率，可以進行連續(xù)跟蹤測量或定時間隔測量等。因此，這種儀器不僅可以用來快速測量元件，而且可以配合適當?shù)膫鞲衅骱推渌郊釉O(shè)備進行各種非電量測量及科學(xué)分析，或與電子計算機配合進行自動控制等。

這種儀器的測量頻率可以從工頻到幾兆赫。測量電容的范圍可以從千分之幾微微法到一個法拉。其測量速度與邏輯原理有關(guān)，一般是從十毫秒到三秒左右。其測量誤差可以小于0.1%。其缺點是構(gòu)造復(fù)雜、制造和維護都比較困難。 2100433B

水分廣泛存在于自然界的物質(zhì)中，含水量的多少是物質(zhì)的重要特性之一。礦物、木材、茶葉、糧食、火藥、藥品、食品等加工生產(chǎn)和保存過程中，都要求水分含量保持在一定范圍內(nèi)。水分含量的高低直接影響著這些物質(zhì)質(zhì)量的好 壞。對于化學(xué)類產(chǎn)品，水分含量更是它的重要技術(shù)指標之一。 化學(xué)物的含水量如果超標，會導(dǎo)致化學(xué)物的化學(xué)性能下降，嚴重的可能會導(dǎo)致爆炸或者造成爆炸物不能至爆，因此水分含量將直接影響化學(xué)物的功能甚至可能造成失效。而自平衡電橋就是影響水分含量的重要組成部分。

水分檢測有許多種方法，可歸結(jié)為兩大類：直接法和間接法。直接法是通過干燥或化學(xué)反應(yīng)后直接測出絕對含 水量。間接法是通過測量與水分相關(guān)的物理量（如電導(dǎo)率、介電常數(shù)等）的變化來測出物料的水分含量，主要有電測法， 射線法和中子法。電橋是電容式水分檢測系統(tǒng)中的重要組成部分，它是水分檢測系統(tǒng)能否達到高精度測量的關(guān)鍵。