CET-DQ601B 電荷放大器

簡短的介紹：

Enviko電荷放大器是一種通道電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比。配備壓電感測器，可測量物體的加速度、壓力、力等力學量。
廣泛應用於水利、電力、礦場、交通、建築、地震、航太、兵器等部門。本儀器具有以下特性。

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功能概述

CET-DQ601B
電荷放大器是通道電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比。配備壓電感測器，可測量物體的加速度、壓力、力等力學量。廣泛應用於水利、電力、礦場、交通、建築、地震、航太、兵器等部門。本儀器具有以下特性。

1).結構合理，電路優化，主要元件及接插件均採用進口，精度高、雜訊低、漂移小，保證了產品品質穩定可靠。
2）。透過消除輸入電纜等效電容的衰減輸入，可以延長電纜而不影響測量精度。
3).輸出10VP 50mA。
4).支援4、6、8、12路（選購），DB15連接輸出，工作電壓：DC12V。

工作原理

CET-DQ601B電荷放大器由電荷轉換級、自適應級、低通濾波器、高通濾波器、末級擴大機過載級和電源組成。時間：
1）.電荷轉換級：以運算放大器A1為核心。
CET-DQ601B電荷放大器可連接壓電加速度感測器、壓電感測器、壓電壓力感測器。它們的共同特徵是機械量轉換為與其成正比的微弱電荷Q，輸出阻抗RA很高。電荷轉換階段是將電荷轉換成與電荷成正比的電壓（1pc/1mV），並將高輸出阻抗變成低輸出阻抗。
Ca---感測器的電容通常為數千PF，1 / 2 π Raca決定了感測器的低頻下限。

Cc－感測器輸出低雜訊電纜電容。
Ci－運算放大器A1的輸入電容，典型值3pf。
電荷轉換級A1採用美國寬頻精密運算放大器，具有高輸入阻抗、低雜訊、低漂移的特性。反饋電容CF1有101pf、102pf、103pf、104pf四級。根據米勒定理，反饋電容換算到輸入端的有效電容為：C=1+kcf1。其中k為A1的開環增益，典型值為120dB。CF1 為 100pF（最小值），C 約為 108pf。假設感測器輸入低噪音電纜長度為1000m，則CC為95000pf；假設感測器CA為5000pf，則caccic並聯的總電容約為105pf。與C相比，總電容為105pf / 108pf = 1 / 1000。也就是說，具有5000pf電容和相當於反饋電容的1000m輸出電纜的感測器只會影響CF1的精度0.1%。電荷轉換級的輸出電壓是感測器Q/回授電容CF1的輸出電荷，因此輸出電壓的精度僅受0.1%的影響。
電荷轉換級的輸出電壓為Q/CF1，因此當反饋電容為101pf、102pf、103pf和104pf時，輸出電壓分別為10mV/PC、1mV/PC、0.1mv/pc和0.01mv/pc。

2).自適應級別
它由運算放大器A2和感測器靈敏度調節電位器W組成。

3).低通濾波器
以A3為核心的二階巴特沃斯主動式電力濾波器具有元件少、調節方便、通帶平坦等優點，可有效消除高頻幹擾訊號對有用訊號的影響。

4)．
c4r4組成的一階被動高通濾波器可以有效抑制低頻幹擾訊號對有用訊號的影響。

5)．
以A4為核心增益II，輸出短路保護，精度高。

6).過載等級
以A5為核心，當輸出電壓大於10vp時，前面板上的紅色LED會閃爍。此時訊號會被截斷、失真，因此應減少增益或查找故障。

技術參數

1)輸入特性：最大輸入電荷±106Pc
2）靈敏度：0.1-1000mv/PC（- 40'+ 60dB at LNF）
3)感測器靈敏度調節：三位轉盤調節感測器充電靈敏度1-109.9pc/unit (1)
4）準確度：
LMV/單位、lomv/單位、lomy/單位、1000mV/單位，當輸入電纜等效電容分別小於lonf、68nf、22nf、6.8nf、2.2nf時，lkhz參考條件(2)小於±額定工況（3 ）小於1%±2％。
5）濾波器和頻率響應
a)高通濾波器；
下限頻率為0.3、1、3、10、30、loohz，允許偏差為0.3hz、- 3dB_ 1．5dB； l．3、10、30、100Hz、3dB±LDB，衰減斜率：- 6dB/cot。
b)低通濾波器；
上限頻率：1、3、lo、30、100kHz、BW 6，允許偏差：1、3、lo、30、100khz-3db±LDB，衰減斜率：12dB/Oct.
6）輸出特性
a)最大輸出幅度：±10Vp
b)最大輸出電流：±100mA
c)最小負載電阻：100Q
d)諧波失真：頻率低於30kHz、容性負載小於47nF時小於1%。
7）噪音：< 5 UV（最高增益相當於輸入）
8）過載指示：輸出峰值超過I±（10+O.5FVP時，LED亮約2秒。
9）預熱時間：約30分鐘
10）電源：AC220V±1O％

使用方法

1.電荷放大器的輸入阻抗很高。為了防止人體或外部感應電壓擊穿輸入放大器，在將感測器連接到電荷放大器輸入或拆除感測器或懷疑連接器鬆動時，必須關閉電源。
2.雖然可以採用長電纜，但電纜的延長會引入噪音：電纜固有噪音、機械運動和感應交流聲。因此，現場測量時，電纜應低噪音且盡可能短，並且應固定並遠離電力線路的高功率設備。
3.感測器、電纜、電荷放大器上使用的連接器的焊接和組裝非常專業。必要時應由專門技術人員進行焊接、組裝；焊接時應使用松香無水乙醇溶液焊劑（禁止使用焊油）。焊接完畢後，用醫用棉球塗上無水酒精（禁止使用醫用酒精）擦拭焊劑和石墨，然後乾燥。連接器應經常保持清潔、乾燥，不用時應旋緊屏蔽帽
4.為確保儀器精度，測量前需預熱15分鐘。若濕度超過80%，預熱時間應大於30分鐘。
5.輸出級動態響應：主要表現在驅動容性負載的能力，由以下公式估算： C=I/2 л 在vfmax公式中，C為負載電容（f）；I輸出級輸出電流能力（0.05A）；V峰值輸出電壓（10vp）；Fmax的最大工作頻率為100kHz。因此最大負載電容為 800 PF。
6).旋鈕調節
(1)感測器靈敏度
(2)增益：
(3)增益II(增益)
(4) - 3dB低頻限制
(5) 高頻上限
(6) 過載
當輸出電壓大於10vp時，過載燈閃爍，提示使用者波形失真。應減少增益或。故障應排除

感測器的選擇與安裝

由於感測器的選擇和安裝對電荷放大器的測量精度影響很大，以下簡單介紹一下： 1、感測器的選擇：
(1)體積和重量：感測器作為被測物體的附加質量，必然影響其運動狀態，因此要求感測器的質量ma遠小於被測物體的質量m。對於一些被測部件，雖然整體質量較大，但在感測器安裝的某些部位，例如一些薄壁結構，感測器的質量可以與結構的局部質量進行比較，這會影響局部的質量。。在這種情況下，要求感測器的體積和重量盡可能小。
(2)安裝諧振頻率：若被測訊號頻率為f，則要求安裝諧振頻率大於5F，而感測器說明書中給出的頻率響應為10%，約為安裝諧振的1/3頻率。
(3)電荷靈敏度：越大越好，可以降低電荷放大器的增益，提高訊號雜訊比，減少漂移。
2）、感測器的安裝
(1)感測器與被測件的接觸面應清潔光滑，不平整度應小於0.01mm。安裝螺絲孔的軸線應與試驗方向一致。如果安裝面粗糙或測量頻率超過4kHz，可在接觸面上塗抹一些乾淨的矽脂，以改善高頻耦合。在測量衝擊時，由於衝擊脈衝具有很大的瞬態能量，因此感測器與結構之間的連接必須非常可靠。最好採用鋼製螺栓，安裝扭力約20kg。厘米。螺栓長度要適當：太短，強度不夠，太長，感測器與結構之間可能留下間隙，剛度降低，共振頻率下降。螺栓不宜旋入感測器過多，否則會導致基面彎曲，影響靈敏度。
(2)感測器與被測部件之間必須使用絕緣墊片或轉換塊。墊片和轉換塊的共振頻率遠高於結構的振動頻率，否則將在結構中添加新的共振頻率。
(3)感測器的敏感軸應與被測件的運動方向一致，否則軸向靈敏度下降，橫向靈敏度增加。
(4)電纜的抖動會造成接觸不良和摩擦噪聲，因此感測器的引出方向應沿著物體的最小移動方向。
(5)鋼螺栓連接：頻率響應良好，安裝共振頻率最高，可傳遞較大的加速度。
(6)絕緣螺栓連接：感測器與被測部件絕緣，可有效防止地面電場對測量的影響
(7)磁性安裝座的連接：磁性安裝座可分為對地絕緣及對地不絕緣兩種，但在加速度超過200g、溫度超過180℃時不適用。
(8)薄蠟層黏合：此法簡單，頻率反應好，但不耐高溫。
(9)黏接螺栓連接：先將螺栓黏接到被測結構上，再將感知器旋上。優點是不破壞結構。
(10)常用黏結劑：環氧樹脂、橡膠水、502膠水等。