В параметрических датчиках для измерения неэлектрических величин наибольшее распространение получили две разновидности электрических цепей: цепь делителя напряжения и мостовая цепь, причем под воздействием измеряемой величины изменяется либо одно сопротивление плеча делителя напряжения или мостовой цепи, либо два, либо все четыре (для мостовой цепи).
В общем случае сопротивления плеч цепи могут быть как активными, так и реактивными.
По числу изменяющихся под действием измеряемой величины сопротивлений будем подразделять измерительные цепи на цепи с одним рабочим плечом, с двумя рабочими плечами и с четырьмя рабочими плечами.
Для определения функции преобразования измерительной цепи необходимо четко сформулировать, что является для этой цепи входной и что выходной величинами.
Выходной величиной измерительной цепи является мощность электрического сигнала, поскольку только в таком случае решается вопрос оптимального энергообмена между отдельными измерительными преобразователями. Это позволяет оптимизировать соотношение мощностей полезного сигнала Рс и помехи Рш, содержащейся в нем. Условие оптимального согласования:
,
где rн — сопротивление нагрузки, ri — внутреннее сопротивление измерительной цепи, aопт – оптимальная степень согласования.
Однако при построении реальных измерительных цепей в подавляющем большинстве случаев приходится сталкиваться с тем обстоятельством, что дополнительные погрешности, вызываемые нестабильностью сопротивлений ri и rн, значительно превосходят погрешность, обусловленную мощностью помехи Рш.
В связи с этим всегда стремятся обеспечить условие ri << rн, т. е. фактически режим холостого хода, при котором выходной величиной цепи, несущей информацию об измеряемой величине, является изменение напряжения. В частном случае, когда при отсутствии измеряемой величины выходное напряжение цепи равно нулю, изменение напряжения равно выходному напряжению.
Входной величиной является относительное изменение сопротивления плеч измерительной цепи.
Тогда, в соответствии с изложенным, функция преобразования цепи:
,
где Uвых — выходное напряжение измерительной цепи; εz — относительное изменение сопротивления плеч измерительной цепи; Sиц — чувствительность измерительной цепи.
Определим чувствительности перечисленных выше измерительных цепей.