YE5850A电荷放大器使用说明书2

1、ye5850a 电荷放大器使用说明书江苏联能电子技术有限公司一、概述ye5850a电荷放大器是一种输出电压与输入电荷量成正比的宽带电荷放大器，可配接压电式传感器测量振动、冲击、 压力等机械量， 广泛应用于水利、动力、 采矿、 交通、 建筑、地震、航空、航天、兵器、化爆等部门。由于下限频率极低，因而特别适合对压电式压力，力传感器进行准静态标定。ye5850a 电荷放大器具有如下特点：采用高质量进口器件，稳定可靠可输入电荷信号或电压信号输入等效直流电阻可达1014频带宽 2hz-100khz 输入可配接长电缆而不影响测量精度操作简单，维修方便，性能好，价格低有两种极性输出使用环境符合sj2075-

2、82电子测量仪器环境要求及其试验方法组条件。二、技术参数2.1 输入特性2.1.1 最大输入电荷量：106pc。2.1.2 直流分流电阻：约1014。2.3 传感器灵敏度调节：三位数字转盘调节传感器电荷灵敏度1109.9pc/ unit(1) 。2.4 准确度三档低灵敏度档: 当输入负载分别小100nf、47nf、10nf 时， 1khz 基准条件 (2)，(2) 1% ，额定工作条件 (3) 2% 。二档高灵敏度档: 当输入负载分别小4.7nf 时， 1khz 基准条件1% ，额定工作条件2% 。2.5滤波器及频率响应2.5.1 高通滤波器：下限频率（ - 3db）和时间常数见表1。注： （

3、1）unit 表示机械单位，取决于所用传感器的单位，例：加速度g，绝对加速度单位m/s2，压力单位kg/cm2，力单位n 等。（2）基准条件： a、20 2% ；b、相对湿度（ 45 75）%rh ； c、供电电压 ac220v 2% ，dc 18v27v；d、输出负载 10k。（3）额定工作条件：a、0 40； b、相对湿度（2090）%rh ；c、供电电压ac220v 10% ，dc 18v27v。偏差： 0.3hz 以上 - 3db1db，0.3hz 和 0.3hz 以下档为 - 3db1.5db。衰减斜率：约- 6db/oct。m 档时间常数：偏差50%2.5.2 低通滤波器：上限频率

4、： 0.3，1， 3，10， 30 和 100khz（- 3db）偏差： - 3db1db 衰减斜率：约- 12db/oct。2.6 输出特性2.6.1 最大输出： 10vp（dc30 khz）2.6.2 最大输出电流：5ma 2.6.3 在频率低于30 khz，电容性负载47nf 满幅输出时谐波失真度1% 。2.6.4 漂移：中灵敏度档（即反馈电容1nf 档） ，基准条件 0.03pc/s，额定工作条件 0.1pc/s。2.7 噪声： 30vrms（折合至输入端） 。2.8 复位特性：分手动与摇控两种，复位继电器吸合时间：20ms。2.9 过载指示：输出超过10v 峰值发光二极管亮。2.10

5、 电源 ac22010% 10va 或 dc 18-27v500ma 。2.11 外形尺寸： 70（b） 132.5（h） 200（d）mm。2.12 重量：约2.5kg 三、工作原理ye5850a 电荷放大器由电荷放大级（兼高通滤波器），低通滤波器（兼10 倍放大），归一化放大器，倒相器输出放大器，过载指示和稳压电源五部分组成。整机方框图见图一。复位过载电源电荷低通归一化图一电荷放大级由一对mosfet 场效应管和一只高增益运算放大器组成。得到高阻抗和低输入电流，供准静态标定和极低频测量。四档不同的输出mv/unit(0.1 ， 1， 10， 100)是通过转换不同的反馈电容cf 得到， 1

6、000mv/unit档是 100mv/unit 档输出再经低通滤波器放大10 倍得到。下限频率通过转换不同的反馈电阻rf 得到， m 档反馈电阻为1011，l 档反馈电阻未接，由反馈电容绝缘电阻决定，约为1013。继电器和电阻r串联后，并在反馈电容cf 上，若电荷级过载时，继电器吸合，使电路迅速复位。低通滤波器由运算放大器r2，r3，c1，c2组成二阶有源伯特沃滤波器，取r2=r3，c1=c2，同时改变r2和 r3获 6 档不同的上限频率。倒相器为一反相比例放大器，取r4=r5，使输入输出相等。输出放大器为一增益可调的运算放大器，对不同灵敏度的传感器相应给出不同增益，使仪器的输出与作用在传感器

7、上的机械量成归一关系。过载指示器由两组对称触发器组成，当机械信号幅度大于10vp 时，发光二极管亮，并延迟约2 秒。仪器的工作电压是15v，由变压器降压，整流、滤波、稳压后得到，并装有限流保护电路，仪器备有直流输入插座，可直流供电。四、结构特征本仪器为框架结构，既可作单机使用，也可多台进行外插式组合，机内元器件主要分装于三块印制电路板上。五、使用和维修5.1 使用5.1.1 前后面板说明见前后面板图二。0.033l输入0.003mqhzkhzsinocera输入100v1030ye5850a 电 荷 放 大 器传感器灵敏度 pc/unit100输出 mv/unit1下限频率30.3复位1001

8、0010工作过载10.1100.上限频率130.1100010调零输出2输出1遥控复位电源开nc0v0.5a-1827v+1827v接地220v 50hz江苏联能电子技术有限公司no.5.1.1.1 复位工作转换开关复位工作转换开关5.1.1.2 传感器灵敏度调节供调节与之配接传感器灵敏度用5.1.1.3 传感器灵敏度10 当配接的传感器灵敏度在1- 10.99pc/unit时，10 开关置于下方， 面板上左边小数点亮，当配接的传感器灵敏度在10- 109.9pc/unit时，10 开关置于上方， 面板上右边小数点亮。5.1.1.4 输出 mv/unit 传感器灵敏度输出mv/unit 关系见

9、表2。表 2 输出实际输出 mv mv/unit 传感器灵敏度范围 0.1 1 10 100 1000 0.1-1.099 0.01 0.1 1 10 100 1-10.99 0.1 1 10 100 1000 10-109.9 1 10 100 1000 10000 100-1099 10 100 1000 10000 100000 其余类推：被测机械量unit=ye5850a输出电压（ mv）/ 实际输出mv/unit 5.1.1.5 电荷输入接传感器输出电荷信号5.1.1.6 电压输入接传感器输出电压信号，ye5850a 检修标定时，可将信号发生器输出电压由此接入。5.1.1.7 调零调

10、节调零电位器使输出为零，顺时针调节为正，反之为负。5.1.1.8 下限频率正确选用高通滤波器，可抑制低频干扰信号，提高信噪比。 下限频率应置于被测信号中最低频率的0.1 倍以下。测量时注意传感器的热电效应，配接一般压电陶瓷加速度器时，下限频率不宜低于3hz，若要测量低频振动、压力， 力信号应使用石英传感器或温度效应小的传感器，这在低机械量测量中尤为重要。典型曲线见图四。-500.20.10.52152010500-40-30-10-201hz3hz30hzdb+52001005002k 1k5k10k50k200khz100k1khz3khz30khz10khz200khz100hz10hz0

11、.3hz0.3khz图4 幅频特性5.1.1.9 上限频率正确选用低通滤波器，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最高频的三倍以上。5.1.1.10 过载指示指示仪器工作状态5.1.1.11 接地供仪器良好接地的插孔5.1.1.12 输出供配势头电压表、示波器等仪器。5.1.1.13 交流电源输入接 220v1050hz交流电源5.1.1.14 保险丝座内装 0.5a 保险丝管，更换保险丝时，应将放大器电源断开。禁止使用修理过的保险丝和短接保险丝座。5.1.1.15 电源开置于开时，交流电源接入。5.1.1.16 直流电源输入直流电源插头的红线接电源正，白线势头

12、电源负，黑线接零， 测试结束后应将直流插头拔去，切断电源。5.1.1.17 遥控复位当需远距离遥控时，可取二根所需长度的胶质线，一头接插头，插入遥控复位插孔，另一头接开关。当开关开路状态，仪器复位；开关短路状态，仪器工作。5.1.2 使用注意事项5.1.2.1 接地ye5850a 在与传感器和其它仪器连接前，应先将其良好接地。由于输入级采用mosfet 场效应管以保证仪器有极高的直流输入阻抗，因此为避免由于测试系统的漏电或可能的静电造成mosfet 管损坏，在使用前必须将仪器外壳良好接地。接地方法：先将接地线一头良好接地后（此地不是指电源零线、一般自来水管等。而是真正的地。如将一根二米长的金属

13、棒垂直埋入地下，接地线与其良好接触），再将另一头插入后面板接地孔内（当接地插头未插入孔时，开机后仪器会发出叫声，提醒你接地）。在接地线插头未插入仪器接地插孔时，仪器始终工作在复位状态（即使将复位开磁置于工作），只有当插头插入时，仪器才能正常工作，在地线插头插入前，请你务必将地线另一头良好接地，以确保仪器安全工作。在复杂的测量装置中，ye5850a 与其它用220v50hz 电源的仪器配套使用时，若多点接地则可能出现50hz 干扰，此时需注意选择合理的一点接地。5.1.2.2 复位仪器在预热功当量和非测量时，应置于复位状态，只有按5.1.2.1 接地后，方可在测量时将复位开关置于工作进行测试，测

14、试结束后，仍应置于复位，确保mosfet 管的安全。5.1.2.3 配接电缆传感器与仪器间应采用低噪音电缆，在被测机械量较小时，还应防止电缆的抖动，电缆线要远离电场及放电的干扰点，电缆的加长可采用我厂的电缆接头连接。动态测量时， 可用styv-1 聚乙烯低噪音电缆线。准静态测量时可用stff0.9 聚四氟乙烯低噪音电缆线。请不要用手和其它东西接触l5输入插座、 l5电缆插头绝缘部分，以免绝缘电阻极度下降，影响极低频测量。 l5头和座连接时应拧紧。ye5850a接上输入电缆后漂移增大，应检查电缆线绝缘电阻是否降低。接上传感器后漂移增大，应检查传感器绝缘电阻是否降低。5.1.2.4 配接仪器仪器输

15、出 0 10vp，可根据客户要求加大输出电流，最大可得100ma推动电流。5.1.3 测量顺序5.1.3.1 测量程序复位开关置于复位按 5.1.2.1 接好地线接入交流 220v 打开电源开关预热30 分钟后调零。将输出与适当的指示记录仪器电压表、示波器、记录器、频率分析仪器等接好。传感器装至被测物体上，将低噪音电费线和传感器接好。用金属导体短接电缆线另一端的 l5，插头帽与芯，以消除电缆与传感器的残存电荷，然后去掉金属导体，接至仪器输入插座。将传感器灵敏度旋钮置所接传感器灵敏度位置。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位置。选择合理的上、下限频率。将复位开关置

16、于工作进行测试。测量结束后将复位开关置于复位，关掉电源。5.1.3.2 动态测量当进行动态测量时，一般总是选择测量所允许的最窄频率范围，从而使干扰和噪声降到最小范围。按图六连接测量系统。 被测物记录器电荷放大器示波器数字电压表 ye5850a图六按 5.1.3.1 顺序进行传感器灵敏度10 开关置于下方，数字转盘旋至1.62pc/unit ，上限频率置于0.3khz. 复位开关置于工作。调节输出 mv/unit 由低到高至100mv/unit 档，过载灯不亮，下限频率调至0.003 档，实际下限 =0.003100=0.3hz。输出接电压表，读数为1246mv。则 3 hz 振动加速度 =12

17、46mv / 100mv/unit =12.46unit=12.46g 5.1.3.3 准静态测量准静态测量特别适用于对压电式压力，力传感器进行准静态标定。例：标定压力传感器10kg 时的电荷灵敏度。按图七连接测试系统 被标传感器图七 ye5850a电荷放大器数字电压表压力泵砝码盘级标准压力表按 5.1.3.1 操作顺序进行。传感器灵敏度置10.00pc/unit ，上限频率置于0.3khz ，下限频率置于b。在 10 秒内标定结束选用 10s 档。100s 内标定结束的选用100s 档，1000 秒标定结束的选用103s 档见表一。输出置于 10mv/unit 档。将复位开关置于工作，压力泵

18、加压力10kg，读取电压表读数，记下加压时间。减压至零，读取与加压时间相等的电荷放大器输出漂移。现设加压 10kg 时电压表读数为125mv，加压时间30s 内电荷放大器漂移1mv。则传感器灵敏度=(125mv-1mv) 10pc/unit 10mv/unit 10kg =12.4pc/kg 5.1.3.4 冲击测量进行冲击测量时可按图八选择测量蝗最小平直带宽，不要将下限频率置于l 档进行冲击测量，以防输出漂移。hz 100000 5 2 10000 5 1000 5 2 100 5 2 10 5 2 1 5 2 0.1 5 2 0.01 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 100 200 ms 脉冲持续时间图八测量时，若高次谐波多而影响测量准确性时，上限频率可适当调低。5.2 维修5.2.1 维护5.2.1.1 仪器使用时应良好接地，非测量时置于复位。5.2.1.2 注意防潮防尘，不得在盐雾、淋雨、强振、辐射、粉尘等恶劣环境下使用。5