YE5850A电荷放大器使用说明书江苏联能电子技术有限公司、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10i4Q 频带宽 2p Hz-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SJ2075-82电子测量仪器环境要求及其试验方法II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1014Q。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) v2%。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v2%。2.5 滤波器及频率响应2.5.1 咼通滤波器：下限频率(-3dB )和时间常数见表1。注：(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、20C2%； b、相对湿度(4575) %RH； c、供电电 压 AC220V2%，DC18V27V； d、输出负载10KQ。(3) 额定工作条件：a、0C4OC； b、相对湿度(2090) %RH； c、 供电电压 AC220V10%，DC18V27V。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：偏差土50%2.5.2 低通滤波器：上限频率：0.3，1，3，10，30 和 100kHz (-3dB) 偏 差：-3dB1dB 衰减斜率：约T2dB/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：5mA2.6.3 在频率低于30 kHz，电容性负载V47nF满幅输出时谐波失真度VI%。2.6.4 漂移：中灵敏度档（即反馈电容InF档），基准条件V0.03PC/S，额定工作条件V 0.1PC/S。2.7 噪声：V30p Vrms （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：W20mS。2.9 过载指示：输出超过10V峰值发光二极管亮。2.10 电源 AC220土 10% 10VA 或 DC土 18-27VV500mA。2.11 外形尺寸：70 （B）X 132.5 （H）X200 （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。电源过载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，1000mv/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1011Q，L档反馈电阻未 接，由反馈电容绝缘电阻决定，约为1013Q。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土lOVp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。输出1输岀20.5A电源开O遥控复位-1827V0V220V 50Hz接地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X10当配接的传感器灵敏度在1-10.99PC/unit时，X10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，X10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关系见表2。输出、实际输出 、V mV/Unit传感器灵敏度范围0.111010010000.1-1.0990.010.11101001-10.990.1110100100010-109.9110100100010000100-109910100100010000100000其余类推：被测机械量unit=YE5850A输出电压（mv） /实际输出XXXmv/unit5.1.1.5 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。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220V 土 10%50Hz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 配接仪器仪器输出010Vp，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一电压表、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。按5.1.3.1顺序进行传感器灵敏度X10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=0.003 X 100=0.3Hz。输出接电压表，读数为1246mv。则 3 Hz 振动加速度=1246mv / 100mv/unit =12.46unit=12.46g5.1.3.3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按5.1.3.1操