空壓機電壓放大器與電荷放大器原理
1.空壓機電壓放大器
空壓機電壓放大器的功用是,放大壓電式加速度傳感器的微弱輸出信號,把傳感器的高輸出 阻抗轉換成低的值。
它與空壓機傳感器及電纜組成的等效電路,是壓電式加速度傳 感器產生的總電背,C.R.為空壓機傳感器的電容最和絕緣電阻,C 為電纜的電容量 為電壓放大器的輸入電容和輸入阻抗。
正確制造和使用的條件下,空壓機傳感器的絕緣電阻可高達1013~10歐姆,遠大于放大器的輸入電阻,因而RR,所以下面只考慮空壓機放大器輸入電阻R,的影響。
從這個等效電路可見,傳感器所產生的電荷,除了給電容C充電外,還有一些通過 電阻R(主要是R)泄漏掉,在電阻R上形成的電流要誠少測量誤差,對于一定頻率的信號 而言,就應增大RC值。
而增加電容值C 必將降 低傳感器的靈級度,通常都是加大放大器的輸入阻抗R,其值可根據被測信號的頻率、 測量對誤差的要求以及電路的總電容量C來確定。
此時,傳感器產電的大器的近似電路圖2.73生的電倚給放大器輸入端所有的也容充電, 電容器上的電壓u,就是空壓機放大器輸入端的電壓,其值為 當放大器的放大倍數為K時,則放大器輸出端的電壓 說明電壓放大器的輸出電壓在電容C。
一定時,與傳感器所產生的電荷成正比。
一般C.和Ci均是定值,而電纜電容CL 與導線種類和長度有關,年測量過程中容易 變化,導致非線性誤差。
為了保證足夠的測量精度,應盡可能選用短導線和低噪聲電 纜,使分布電容不發生變化。
2.空壓機電荷放大器
空壓機電荷放大器是一個具有電容反饋的、輸入阻抗極高的高增益運算放大器。
電壓電傳感器、電纜及電荷放大器連接系統等效電路如圖所示。
空壓機電荷放大器是一種具有電容負反饋的高 增益運算放大器。
它的輸出電壓正比于傳感器,電傳感器電纜電荷放大器器兩端所產生的電荷, 是對電荷變化量敏感的放大器。
等效電路圖2.74據米勒效應,反饋電容Ct 折合到輸入端的等效電容量, 可以看出電荷放大器的輸出空壓機,電壓儀由壓電傳感器兩瑙所產生的電荷, 而與壓電傳感器的固有電容和電纜電容無關。
因此在測量系統中可使和反饋電容決定,用數十米輸入電纜而對信號無明顯衰減。
電荷放大器的基本電路電荷放大器主要由五部分電路組成。