杭州从事电荷放大器

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|<<| Cf（1+ A）|这样
Vo≈- QA/ Cf（1+ A）≈-Q/ Cf (A>>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

电荷放大器原理--结构
电荷放大器主要由电荷变换级、低通滤波器、高通滤波器、末级功放和电源这几大部分构成，其各部分所完成的功能如下:
电荷变换级，电荷放大器的部分，其输入的是高阻抗低噪声信号，运用的是低漂移宽带精密运算放大器。其反馈电容Cf1具有101pF、102pF、103pF、104pF四个档位，反馈到输入端后的有效电容可通过公式C =(1+K)Cf1计算得出(其中，K为开环增益，常取106倍)。
低通滤波器，电荷放大器的第二部分，一般情况下使用的是二阶巴特沃斯有源滤波器，其具有通带平坦、结构简单、操作方便等特点，且对高频干扰信号的消除具有较高的可靠性。
高通滤波器，电荷放大器的第三部分，一般情况下使用的是二阶无源高通滤波器，可对低频干扰信号进行有效的滤除。
末级功放，电荷放大器的第四部分，主要用于完成对有用信号的放大。
电源，不是电荷放大器串联流程中的一部分，但却是其工作所不可缺失的，主要用于为电荷放大器提供能量。其将220V电压经降压、整流、滤波、稳压等几个环节后得到电荷放大器工作所需的15V电压。

DFT2002双积分型电荷放大器是一种输出电压与输入电荷量成正比的多功能宽带电荷放大器，可配接压电式传感器测量由机械振动产生的加速度、速度及位移信号，也可测量冲击加速度、动态压力等。广泛应用于水利、动力、采矿、交通、建筑、航空、航天、兵器、化爆等部门。由于精度高，因而也适合加速度计的校准。
本仪器装有三组十进制的电阻网络，用于对传感器灵敏度适调，使被测机械量与输出电压形成归一化输出，以便测试系统的读数和校正。
本机装有有源积分网络，能把振动加速度信号转变为速度、位移信号。内设高低通滤波器，可有效抑制和滤除不需要的频率份量。