CET-DQ601B 电荷放大器

简短说明：

Enviko电荷放大器是一种通道电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比。配备压电传感器，可以测量物体的加速度、压力、力等力学量。
广泛应用于水利、电力、矿山、交通、建筑、地震、航天、兵器等部门。本仪器具有以下特点。

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功能概述

CET-DQ601B
电荷放大器是通道电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比。配备压电传感器，可以测量物体的加速度、压力、力等力学量。广泛应用于水利、电力、矿山、交通、建筑、地震、航天、兵器等部门。本仪器具有以下特点。

1).结构合理，电路优化，主要元器件及接插件均采用进口，精度高、噪声低、漂移小，保证了产品质量稳定可靠。
2）。通过消除输入电缆等效电容的衰减输入，可以延长电缆而不影响测量精度。
3).输出10VP 50mA。
4).支持4、6、8、12路（可选），DB15连接输出，工作电压：DC12V。

工作原理

CET-DQ601B电荷放大器由电荷转换级、自适应级、低通滤波器、高通滤波器、末级功放过载级和电源组成。时间：
1）.电荷转换级：以运算放大器A1为核心。
CET-DQ601B电荷放大器可连接压电加速度传感器、压电力传感器、压电压力传感器。它们的共同特点是机械量转化为与其成正比的微弱电荷Q，输出阻抗RA很高。电荷转换阶段是将电荷转换成与电荷成正比的电压（1pc/1mV），并将高输出阻抗变为低输出阻抗。
Ca---传感器的电容通常为几千PF，1 / 2 π Raca决定了传感器的低频下限。

Cc——传感器输出低噪声电缆电容。
Ci——运算放大器A1的输入电容，典型值3pf。
电荷转换级A1采用美国宽带精密运算放大器，具有高输入阻抗、低噪声、低漂移的特点。反馈电容CF1有101pf、102pf、103pf、104pf四级。根据米勒定理，反馈电容换算到输入端的有效电容为：C=1+kcf1。其中k为A1的开环增益，典型值为120dB。 CF1 为 100pF（最小值），C 约为 108pf。假设传感器输入低噪声电缆长度为1000m，则CC为95000pf；假设传感器CA为5000pf，则caccic并联的总电容约为105pf。与C相比，总电容为105pf / 108pf = 1 / 1000。也就是说，具有5000pf电容和相当于反馈电容的1000m输出电缆的传感器只会影响CF1的精度0.1%。电荷转换级的输出电压是传感器Q/反馈电容CF1的输出电荷，因此输出电压的精度仅受0.1%的影响。
电荷转换级的输出电压为Q/CF1，因此当反馈电容为101pf、102pf、103pf和104pf时，输出电压分别为10mV/PC、1mV/PC、0.1mv/pc和0.01mv/pc。

2).自适应级别
它由运算放大器A2和传感器灵敏度调节电位器W组成。该级的作用是当使用不同灵敏度的压电传感器时，整个仪器有一个归一化的电压输出。

3).低通滤波器
以A3为核心的二阶巴特沃斯有源电力滤波器具有元件少、调节方便、通带平坦等优点，可以有效消除高频干扰信号对有用信号的影响。

4)．高通滤波器
c4r4组成的一阶无源高通滤波器可以有效抑制低频干扰信号对有用信号的影响。

5)．末级功放
以A4为核心的增益II，输出短路保护，精度高。

6).过载等级
以A5为核心，当输出电压大于10vp时，前面板上的红色LED会闪烁。此时信号会被截断、失真，因此应减小增益或查找故障。

技术参数

1)输入特性：最大输入电荷±106Pc
2）灵敏度：0.1-1000mv/PC（- 40'+ 60dB at LNF）
3)传感器灵敏度调节：三位转盘调节传感器充电灵敏度1-109.9pc/unit (1)
4）准确度：
LMV/单位、lomv/单位、lomy/单位、1000mV/单位，当输入电缆等效电容分别小于lonf、68nf、22nf、6.8nf、2.2nf时，lkhz参考条件(2)小于±额定工况（3）小于1%±2％。
5）滤波器和频率响应
a)高通滤波器；
下限频率为0.3、1、3、10、30、loohz，允许偏差为0.3hz、- 3dB_ 1．5dB； l． 3、10、30、100Hz、3dB±LDB，衰减斜率：- 6dB/cot。
b)低通滤波器；
上限频率：1、3、lo、30、100kHz、BW 6，允许偏差：1、3、lo、30、100khz-3db±LDB，衰减斜率：12dB/Oct.
6）输出特性
a)最大输出幅度：±10Vp
b)最大输出电流：±100mA
c)最小负载电阻：100Q
d)谐波失真：频率低于30kHz、容性负载小于47nF时小于1%。
7）噪音：< 5 UV（最高增益相当于输入）
8）过载指示：输出峰值超过I±（10+O.5FVP时，LED亮约2秒。
9）预热时间：约30分钟
10）电源：AC220V±1O％

使用方法

1.电荷放大器的输入阻抗很高。为了防止人体或外部感应电压击穿输入放大器，在将传感器连接到电荷放大器输入或拆除传感器或怀疑连接器松动时，必须关闭电源。
2.虽然可以采用长电缆，但电缆的延长会引入噪声：电缆固有噪声、机械运动和感应交流声。因此，现场测量时，电缆应低噪声且尽可能短，并且应固定并远离电力线路的大功率设备。
3.传感器、电缆、电荷放大器上使用的连接器的焊接和组装非常专业。必要时应由专门技术人员进行焊接、组装；焊接时应使用松香无水乙醇溶液焊剂（禁止使用焊油）。焊接完毕后，用医用棉球涂上无水酒精（禁止使用医用酒精）擦拭焊剂和石墨，然后干燥。连接器应经常保持清洁、干燥，不用时应旋紧屏蔽帽
4、为保证仪器精度，测量前需预热15分钟。如果湿度超过80%，预热时间应大于30分钟。
5、输出级动态响应：主要表现在驱动容性负载的能力，由以下公式估算： C=I/2 л 在vfmax公式中，C为负载电容（f）； I输出级输出电流能力（0.05A）； V峰值输出电压（10vp）； Fmax的最大工作频率为100kHz。因此最大负载电容为 800 PF。
6).旋钮调节
(1)传感器灵敏度
(2)增益：
(3)增益II(增益)
(4) - 3dB低频限制
(5) 高频上限
(6) 过载
当输出电压大于10vp时，过载灯闪烁，提示用户波形失真。应减少增益或。故障应排除

传感器的选择和安装

由于传感器的选择和安装对电荷放大器的测量精度影响很大，下面简单介绍一下： 1、传感器的选择：
(1)体积和重量：传感器作为被测物体的附加质量，必然影响其运动状态，因此要求传感器的质量ma远小于被测物体的质量m。对于一些被测部件，虽然整体质量较大，但在传感器安装的某些部位，例如一些薄壁结构，传感器的质量可以与结构的局部质量进行比较，这会影响局部的质量。结构的运动状态。在这种情况下，要求传感器的体积和重量尽可能小。
(2)安装谐振频率：若被测信号频率为f，则要求安装谐振频率大于5F，而传感器说明书中给出的频率响应为10%，约为安装谐振的1/3频率。
(3)电荷灵敏度：越大越好，可以降低电荷放大器的增益，提高信噪比，减少漂移。
2）、传感器的安装
(1)传感器与被测件的接触面应清洁、光滑，不平整度应小于0.01mm。安装螺钉孔的轴线应与试验方向一致。如果安装表面粗糙或测量频率超过4kHz，可以在接触面上涂抹一些干净的硅脂，以改善高频耦合。在测量冲击时，由于冲击脉冲具有很大的瞬态能量，因此传感器与结构之间的连接必须非常可靠。最好采用钢制螺栓，安装扭矩为20kg左右。厘米。螺栓长度要适当：太短，强度不够，太长，传感器与结构之间可能留下间隙，刚度降低，共振频率下降。将会减少。螺栓不宜旋入传感器过多，否则会导致基面弯曲，影响灵敏度。
(2)传感器与被测部件之间必须使用绝缘垫片或转换块。垫片和转换块的共振频率远高于结构的振动频率，否则将在结构中添加新的共振频率。
(3)传感器的敏感轴应与被测件的运动方向一致，否则轴向灵敏度下降，横向灵敏度增加。
(4)电缆的抖动会造成接触不良和摩擦噪声，因此传感器的引出方向应沿着物体的最小移动方向。
(5)钢螺栓连接：频率响应好，安装共振频率最高，可传递较大的加速度。
(6)绝缘螺栓连接：传感器与被测部件绝缘，可有效防止地面电场对测量的影响
(7)磁性安装座的连接：磁性安装座可分为对地绝缘和对地不绝缘两种，但在加速度超过200g、温度超过180℃时不适用。
(8)薄蜡层粘合：此法简单，频率响应好，但不耐高温。
(9)粘接螺栓连接：先将螺栓粘接到被测结构上，然后将传感器拧上。优点是不破坏结构。
(10)常用粘结剂：环氧树脂、橡胶水、502胶水等。