材料的物理和化学特性以及结构特征可由阻抗传感器测得的电学特性所得出。因为这些特性很容易被许多其他参数所互相干扰,因此这些传感器系统的设计需要对测量条件和真实环境进行精心建模和表征G在本章中,各类实例研究表明了如何充分理解设计中产生的主要问题,并通过专用测量技术和设计方法来解决这些问题。这些案例研究包括:

F1CL024R

   案例研究1主要涉及了传感器元件的电学特性可以通过对单一电学量(例如电容或电阻)的测量来表征。这些传感器元件可应用于例如力敏传感器来测量位置、位移、速度和加速度,或者应用于其他物理传感器来测量相对湿度。单一元件的电阻或电容可以利用简单电路的方波激励信号来进行测量。除了使用简单外,该传感器的接口电路还拥有吸引人的特性,比如低能耗和高精度。还有证据表明寄生物理效应会引起精确度和稳定性的问题。这些问题通常利用合适的测量技术(例如二端口方法、快速放电法或动态屏蔽法)来缓解或消除。案例研究2涉及了包装食品中细菌生长的检测,以及超高温无菌牛奶的特殊测试方法。牛奶的电学特性可以简单地通过电导和电容来表征。细菌生长会影响电导参数。在合适的频率范围内,电容参数可被忽略,从而简化了测量中出现的问题。在包装食品的非破坏性测量实例中,包装外壳会引起串联电容效应。通过

正弦激励信号并测量其相位和振幅,电抗和阻抗参数(例如电容或电阻)可以在单次测量中获得。有证据表明,即使利用简单的张弛振荡器也可以测量电容和电导,同时还可以消除失调电压和接口电路增益参数的影响。这一测量案例可通过4种不同的张弛振荡器结构来完成。