电压电荷放大器原理

电压电荷放大器原理

一、    使用说明

㈠ 面板说明
仪器的通道前面板图如图3.1所示：
1、 拨码开关（即传感器灵敏度pC/Unit）：
三位适调拨码开关按从左到右的顺序，
依次由高向低设置十进制电荷灵敏度指示，
三位拨码开关从左到右显示数值分别为1～
10、0～9、0～9，三位拨码开关的数字配合
可适应的电荷灵敏度变化范围为1.00～10.99
 pC/Unit（即1～11pC/Unit）。
2、 传感器灵敏度小数点指示灯
三位拨码开关的下面有一个传感器灵敏
度小数点指示灯，与上面三位拨码开关显示
的数值相配合可以组成大小不同的电荷灵敏
度数值。
小数点的位置是固定不变的。
3、 过荷指示灯
过荷指示灯为红色指示灯，当其亮时
表示仪器的输入信号已经过荷，此时应当降
低放大倍数或减少输入信号。
4、 低通滤波器旋钮
低通滤波器是一个二阶有源低通滤波器，
旋钮上方所标明的数值为下降3dB时的转角     
频率点。误差为±1dB。“线性”档频率为
100kHz。                                         图3.1
5、 “电荷输出mV/Unit”“电压增益”旋钮
    当用作电荷放大时，此旋钮表示各档位每个Unit输出为1、3.16、10、31.6、100、1000（mV）。“电荷输出mV/Unit”旋钮与三位传感器灵敏度拨码开关配合使用可使仪器输出归一化。
当用作电压放大时，此旋钮用来改变仪器的输出增益。仪器最大可放大1000倍，共分6个档位，其各档位的增益为0dB、10dB、20dB、30dB、40dB、60dB。
6、 “输入选择”拨动开关
当用作电荷放大时，“输入选择”开关拨向“电荷”一侧；
    当用作电压放大时，“输入选择”开关拨向“电压”一侧。
7、 输入插座
“电荷输入”插座，与压电传感器联接的端口。
“电压输入”插座，可以输入电压信号。
9、每一个大通道由上下两个通道组成，即：通道I和通道II。
10、每个通道的后面板上都有与前面板对应的模拟输出插座和该通道的电源开关。

㈡ 电荷放大使用说明
1、仪器在开通电源之前，应先联接好输入线、输出线，注意输入线、输出线不能短路。联接好交流电源线或直流电源线。
2、当使用压电加速度传感器时，请按照所使用的传感器的灵敏度数值，设置好传感器灵敏度拨码开关上的数字。
    例如：所使用的压电加速度传感器的灵敏度数值为2.58 pC/(m/s2)，通过按动三位拨码开关上下的“-”“+”按键，将三位适调拨码开关上的数字依次设置成2、5、8。
3、将低通滤波器旋钮置于所需档位，以滤掉不需要的信号。通常二阶低通滤波器档位放在被测信号最高频率分量的3～5倍处。
4、将“电荷输出mV/Unit”旋钮的档位放置在适当档位上。“Unit” 可以是m/s2、g、N等等。
例如：所使用的传感器的灵敏度数值为2.58 pC/(m/s2)。令Unit= m/s2，那么 “电荷输出mV/Unit”旋钮的各档位表示每个(m/s2)输出的电压分别为1mV、3.16mV、10mV、31.6mV、100mV、1000mV。一般先将“电荷输出mV/Unit”旋钮的档位放置在“1”位置上，使用中若输出电压低时，再将“电荷输出mV/Unit”旋钮的档位按顺时针方向旋转。
5、将“输入选择”拨动开关拨向“电荷”一侧。
6、当使用交流220V供电时，将仪器电源后面板上的交流电源开关置“交流电源开”位置，直流电源开关置“关”位置。
    当使用外接直流12V供电时，将仪器电源后面板上的直流电源开关置“直流电源开”位置，交流电源开关置“关”位置。
将需要使用的各通道后面板上的电源开关置“电源I 开”及“电源II 开”位置。
7、预热15分钟，进入正常测试。
8、振动量值的计算方法：
振动量值等于电荷放大器的输出电压值除以“电荷输出mV/Unit” 旋钮的档位指示值。
    例1：设所使用传感器的灵敏度数值为2.58pC/(m/s2)，所测试件的最高振动频率为100Hz。令Unit＝m/s2，将三位传感器灵敏度拨码开关按从左到右的顺序，依次设置为2、5、8，小数点指示灯亮，表示所用传感器的灵敏度为2.58pC/(m/s2)。“低通” 旋钮的档位设置为“300”。“电荷输出mV/Unit”旋钮的档位放置“10”（参考表1设置），“输入选择”拨动开关拨向“电荷”。若此时电荷放大器的输出电压为5.3V，则振动测量值为5.3V÷（10mV/（m/s2））＝530m/s2。
表1（传感器灵敏度1～11pC/Unit）
 
“电荷输出mV/Unit”档位 1 3.16 10 31.6 100 1000    
量程
（Unit） 8000 2531 800 253 80 8  






9、本仪器面板是按照传感器灵敏度为“1～11pC/Unit”来设定的，当使用灵敏度为“10～110pC/Unit”的传感器时，“电荷输出mV/Unit” 旋钮所对应的刻度数字乘以10，表1中所对应的量程相应缩小10倍。
例如：所使用的压电加速度传感器的灵敏度数值为25.8 pC/(m/s2)，将拨码开关上的数字也设置成2、5、8，此时对应“电荷输出mV/Unit”旋钮各档位实际表示每个m/s2输出电压分别为10 mV、31.6mV、100 mV、316 mV、1000mV、10V。
10、过荷指示灯亮时表示仪器的输入信号已经过荷，应减少输入信号或降低放大倍数。

仪器的输出量是一个随振动加速度变化的电压值，这个输出电压已经被归一化。

㈢ 电压放大使用说明
1、仪器在开通电源之前，应先联接好输入线、输出线，注意输入线、输出线不能短路。联接好交流电源线或直流电源线。
2、通过按动三位拨码开关上下的“-”“+”按键，将三位适调拨码开关上的数字依次设置成1、0、0。
3、将低通滤波器旋钮置于所需档位，以滤掉不需要的信号。通常二阶低通滤波器档位放在被测信号最高频率分量的3～5倍处。
4、将“电压增益”旋钮的档位放置在所需电压增益的档位上。
5、将“输入选择”拨动开关拨向“电压”一侧。
6、当使用交流220V供电时，将仪器电源后面板上的交流电源开关置“交流电源开”位置，直流电源开关置“关”位置。
    当使用外接直流12V供电时，将仪器电源后面板上的直流电源开关置“直流电源开”位置，交流电源开关置“关”位置。
将需要使用的各通道后面板上的电源开关置“电源I 开”及“电源II 开”位置。
7、预热15分钟，进入正常测试。
8、过荷指示灯亮时表示仪器的输入信号已经过荷，应减少输入信号或降低放大倍数。
9、输出电压值=输入电压值ד电压增益”旋钮指示值。

二、 技术指标
1、 通道数：18通道 
2、 最大输入电荷量：8×104pC
3、 最大输入电压：±8V（峰值）
4、 最大输出电压：±8V（峰值）
5、 增益：0dB、10dB、20dB、30dB、40dB、60dB
6、 不准确度：≤1.5％
7、 谐波失真：≤1％
8、 频率范围：0.1Hz～100kHz（―3dB±1dB）
9、 低通滤波器：转角频率为30Hz、100Hz、300Hz、500Hz、线性
               （100kHz）；―12 dB/Oct
10、 噪声：≤10mV
11、 供电方式：AC220V±10％，50Hz；外接DC12V。
12、 使用环境：工作温度 0℃～40℃；相对湿度≤80％
外型尺寸：453×262×300（mm3）

三、 注意事项
1、 电荷放大器属于高阻抗放大器，一般应在相对湿度不超过80％的
条件下保存和使用；在连接传感器与仪器之间的输入线及仪器的输出线时，必须关掉电源。
2、 测试过程中，如果需要更换传感器，也必须关掉电源。
3、 输出端不能短路。
4、 仪器的输入端插口、传感器的连接头都要保持清洁和干燥。
5、 仪器过荷灯亮时，仪器输出已超过8V峰值，这时应减小输入信
号或降低放大倍数。
6、 在使用过程中，“电荷输出mV/Unit”旋钮的档位应由小到大逐渐加大。
7、 在通电状态下绝对禁止用手或其它金属物直接接触输入插口，这
对仪器会有严重损害。