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為您簡述電壓電荷放大器

    一、 簡述

    SD1432型電壓電荷放大器是這種能夠單通道組成含有正電荷及工作電壓鍵入的非用電量檢測儀器,它與壓電加速度傳感器和數據采集終端及電子計算機相互配合,能夠構成理想化的振動和衝擊檢測係統,從而實現對車子、公路橋梁、鐵路線、道路、地質學、樁基礎、房屋建築、四軸飛行器等振動和衝擊的瞬時加速度、力等物理量的精確測量;還可以與具備工作電壓輸出的控製器相互配合,對聲、光、電、溫度、工作壓力、速度、偏移等幾種物理量開展精確測量,該儀器設備功能完善,可信性高,主要用途十分普遍。

    

    

    SD1432型電荷放大器具有如下特點:

    1、可以二、四、六、八通道組合。

    2、儀器具有三位數字撥碼開關,在使用不同靈敏度的傳感器時可使儀器的輸出歸一化,便於測試讀數。 

    3、在電荷量的測試中,可使用數百米長電纜,而被測信號無明顯衰減。

儀器的元器件集成度高,性能穩定可靠。

    4、能配接多種多樣控製器,對多種多樣物理量開展精確測量。

    5、元器件處理速度高,特性平穩靠譜。


    二、 電壓電荷放大器的基本原理

    1、 壓電傳感器基本原理

    依據壓電效應的基本原理,電壓傳感器是這種能夠把機械設備量轉化成電荷量的高特性阻抗動能變換器。

    Q = Sq×A

    在其中:Q ——壓電加速度傳感器在瞬時速度A的功效下造成的正電荷(pC)

    Sq ——壓電加速度傳感器的正電荷敏感度(pC/Unit)

    A ——功效於壓電加速度傳感器上的瞬時速度Unit(m/s2或g)

    Ct ——壓電加速度傳感器的固有電容量

     從圖2.1能夠看得出輸出端反映的是工作電壓Vo=Q/Ct=Sq×A/Ct 

     如用Sv =V/A代表電壓敏感度(單位V/Unit)則有:

    Vo=Q/Ct=Sq×A/Ct 

    Sq=Sv×Ct ………………(2.1)

    Sv=Sq/Ct …………………(2.2)

     式(2.1)和(2.2)為壓電加速度傳感器的正電荷敏感度與工作電壓敏感度中間的變換關聯。

    

    從傳感器的等效電路的分析看出,對與傳感器連接的電荷放大器有如下要求:

    ① 因為壓電加速度傳感器可以看成具有高內阻的信號源(一般內阻為1010Ω),這就要求電荷放大器具有相當高的輸入阻抗。

    ② 要求電荷放大器的輸出電壓不受壓電加速度傳感器自身電容和電纜電容的影響。

    2、 電荷放大器基本原理

    壓電加速度傳感器、電纜線、電荷放大器係統軟件聯接等效電路。


                      圖中:Q為壓電加速度傳感器        Cf 為反饋電容

                         Ct為壓電加速度傳感器固有電容 Cc為電纜電容

                             虛線框內為電荷放大器原理圖

    電荷放大器是一種具有電容負反饋的高增益運算放大器,它的輸出電壓正比於壓電加速度傳感器兩端所產生的電荷,是對電荷變化量敏感的放大器。

根據密勒效應,反饋電容折合到輸入端的有效電容量是:

C =(1+K)Cf 

其中 K為運放的開環增益,Cf為反饋電容

從圖(2.2)可以看出整個係統的輸出電壓為:

Vo =-QK/(Ct+Cc+(1+K)Cf)

圖中:Q為壓電加速度傳感器        Cf 為反饋電容

當K>>1時,上式可簡化成

Vo = -Q/Cf………………(2.3)

從式2.3可明顯看出,電荷放大器輸出電壓僅由壓電加速度傳感器兩端所產生的電荷和反饋電容決定,而與壓電加速度傳感器的固有電容等因素無關。其物理意義為:電荷放大器 具有很大的輸入電容,所以傳感器的固有電容Ct和輸入連接電纜電容Co的作用被電荷放大器的很大輸入電容所湮沒。

    以上就是為您介紹的電壓電荷放大器的內容了,如果您想了解更多專業知識,請撥打AG8官网登录网址的熱線電話!