TB单通道电荷放大器,扬州TB电荷放大器服务

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工作原理
DFT2001电荷放大器由电荷放大级，前级放大器归一化电压放大级，高、低通滤波器，输出放大级，过载指示和稳压电源五部分组成。各部分工作原理简述如下：
3.1 电荷放大级
电荷放大级由一个带电容反馈的高输入阻抗高增益的运算放大器所组成，连同压电传感器与输入电缆，其等效电路如图3.1。
其输出电压：
Vo= -QA/Ct+Co+Cf(1+A)
式中：Q——传感器产生的电荷
Ct——传感器电容
Co——输入电缆电容
Cf——反馈电容
-A——运算放大器开环增益（负号指输入与输出反相），由于A很大，也因此一般情况下：
| Ct+ Co|1)
由上式可知，若反馈电容Cf不变，则输出电压Vo与输入电荷Q成正比，基本上与输入电缆电容无关，因此电荷放大器可使用很长的输入电缆而对测量精度影响甚小。

归一化电压放大级
利用一增益可调的运算放大器，使其对不同灵敏度的传感器具有不同的增益，从而得到归一化处理。
要改变增益，只需要改变Zf或Zi即可。本仪器中Zf为固定的10kΩ而Zi由三组十进制的精密金属膜电阻2 R1-9，2R10-18, 2 R19-27组成，当仪器面板上传感器灵敏度旋到1-0-0时，Zi=1kΩ
增益-A=10kΩ/1kΩ=10，而当旋到10-0-0时，Zi=1kΩ×9+1kΩ=10kΩ，增益-A=10kΩ/10kΩ=1
设加速度传感器的灵敏度为40pC/g，并给以10 g振动，若经电荷放大级后输出电压 为0.4V送至归一化放大级，此时若传感器灵敏度设置成4-0-0，则Zi=4kΩ，本级增益-A=10kΩ/4kΩ=2.5，这样经本级放大后输出电压成为0.4V×2.5=1V，也就是指示仪表上1V即为10g，从而达到“归一化”的目的。
3.4 输出放大器
本仪器的输出放大器为1:1运算放大器，能在一定的容性负载下稳定工作。
3.5 过载指示
过载指示电路由两组对称的触发器组成，一组用于正信号，一组用于负信号，大小10μS的脉冲即可使电路动作并延时2秒，指示器的输入信号从归一化放大器和输出放大器两处分别引出，这样当任一处输出电压>10Vр时，即可使过载指示器动作，指示器为红色发光二极管。
3.6 稳压电源
仪器中±15V稳压电源为典型的集成稳压电源，经变压器降压、整流、滤波、稳压后得到。

上限频率
正确选用上限频率（低通滤波器），可抑制传感器自振峰等高频干扰，提高信噪比，上限频率应置于被测信号中高频率的3倍以上。
6.1.1.7 “Input PE Input V” 输入
分别接电荷、电压输入信号。

测量顺序
6.1.2.1 接入交流220V，打开电源开关预热约10分钟。
6.1.2.2 将输出与适当的指示记录仪器—电压表、示波器、记录器、频率分析仪等接好。
6.1.2.3 传感器装到被测物体上，将低噪声电缆线和传感器接好，先用金属导体短接L5插头与芯以释放累积电荷，然后再接至仪器输入插座。
6.1.2.4 将传感器灵敏度旋至所接传感器灵敏度位置。
6.1.2.5 选择适当的《输出mV/Unit》档，若无法确定时，应先置于灵敏度较低的位置。
6.1.2.6 选择合理的上下限频率
6.1.2.7 进行测量
6.1.2.8 结束后关掉电源
6.1.3 应用举例
6.1.3.1 标定加速度计灵敏度
按图6.1 连接测量系统
标准加速度计和被测加速度计固定在电磁振动台的同一点上，用低噪声电缆将标准加速

1.多数传感器的感应部分能将机械量转变成微弱的电荷量Q，而且输出阻抗Ra。而通过适配电荷放大器就将此微弱电荷变换成与其成正比的电压，并将高输出阻抗变为低输出阻抗。Ca 配接传感器自身电容一般为数千pF，1/2 RaCa决定传感器低频下限。
Cc 传感器输出低噪声电缆电容。一般采用的导线值为100-300pF/米。
Ci 运算放大器A1输入电容典型值3pF 。
2.电荷变换级A1，采用高输入阻抗、低噪声、低漂移宽带精密运算放大器。反馈电容Cf1有101pF、102pF、103pF、104pF四档。根据米勒定理，反馈电容折合到输入端的有效电容量是C =(1+K)Cf1。其中K为A1开环增益典型值为120dB，即106倍。Cf1取100pF小时C约为108pF。假设传感器输入低噪声电缆长度为1000米，则Cc为95000pF。假设传感器Ca为5000pF，则CaCcCiC并联后CaCcCi总电容约为105pF，三者总电容与C相比105pF/108pF = 1/1000。换句话说5000pF自身电容的传感器输出电缆1000米，折合到反馈电容也只影响Cf1 0.1%的精度，而电荷变换级的输出电压为传感器输出电荷Q / 反馈电容Cf1，因此也只影响输出电压0.1%的精度。
电荷变换级的输出电压为Q / Cf1，所以当反馈电容分别为101pF、102pF103pF、104pF时,其输出分别为10mV/pC、1mV/pC。0.1mV/pC。0.01mV/pC。
3.低通滤波器
以A3为核心组成二阶巴特沃斯有源滤波器，元件少，调节方便，通带平坦，可有效地消除高频干扰信号对有用信号的影响。
4.高通滤波器
二阶无源高通滤波器可有效地抑制低频干扰信号对有用信号的影响。
5.末级功放
以A4为核心组成增益，输出短路保护精度高。
6.程控和面板控制参数
为了实现对灵敏度、滤波常数的调整，我们设计了利用USB接口的计算机程控系统，可以通过计算机对相应参数进行调整，同时面板也可以进行显示和调整。
7.过荷级
以A9为核心当输出电压大于10Vp时,前面板红色发光二级管LED闪亮。此时信号发生削顶失真，应降低增益或查找故障。
8.电源
仪器的工作电压为15V。它由AC220V 50Hz经变压器降压整流滤波，再经可调集成稳压电源稳压后得到。

DFT2002双积分型电荷放大器特点
2.1 输入特性
2.1.1 大输入电荷量：±105pC。
2.2 输出
传感器电容1nF时，1~1000mV/Unit（1）。
传感器灵敏度调节：三位数字转盘调节传感器电荷灵敏度1~999pC/mS-2。
2.3 精度误差：
加速度：固有误差≤±1%
工作误差≤±2%
速 度：固有误差≤±3%
工作误差≤±5%
位 移： 固有误差≤±3%
工作误差≤±5%

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