传感器原理电荷放大器和电压放大器各有何特点?

admin 泰里仪器网 2024-11-19 05:20 0 阅读

一、传感器原理电荷放大器和电压放大器各有何特点?

1、在使用压电晶体传感器的测试系统中,电荷放大器能够将传感器输出的微弱电荷信号转化为放大的电压信号,同时又能够将传感器的高阻抗输出转换成低阻抗输出。电压放大器能将压电传感器的高输出阻抗变为较低阻抗,并将压电式传感器的微弱电压信号放大。

2、电压放大器为了与传感器匹配需要高输入阻抗,因此,抗干扰能力不足;电荷放大器的输出电压与输入电荷量成正比,因而,信噪比高。

3、电压放大器带宽、灵敏度受传感器线路电容量限制;电荷放大器只与电量有关,所以,频带宽,灵敏度也高。

4、在实际应用中,电压放大器和电荷放大器都应加过载放大保护电路,否则,在传感器过载时,会产生过高的输出电压。

二、什么是电荷放大器定义?

电荷放大器,顾名思义就是一种用来放大电荷的机器设备。电荷放大器主要是由四个部分组成的,分别是电荷变换器、高通滤波器以及电源和低通滤波器四个部分。电荷放大器不可以单独使用,需要和各种机器配合使用。

三、电压放大器和电荷放大器的区别?

(1)电压放大器(阻抗变换器)

  电压放大器的功能是将压电传感器的高输出阻抗变为较低阻抗,并将压电式传感器的微弱电压信号放大。电压放大器严格讲叫变压器.因其可以将输出电压变大,也可发将输出电压变小,以适应不同的电路电压要求

(2)电荷放大器

  电荷放大器是一种输出电压与输入电荷量成正比的前置放大器。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。

四、bk 电荷放大器说明书?

电荷放大器由电荷变换级、适调级、低通滤波器、高通滤波器、末级功放、电源几部分组成。 1.电荷放大器可配接压电加速度传感器。其特点是将机械量转变成与其成正比的微弱电荷Q,而且输出阻抗Ra极高。

电荷变换级是将电荷变换为与其成正比的电压,将高输出阻抗变为低输出阻抗。 Ca 配接传感器自身电容一般为数千pF,1/2 RaCa决定传感器低频下限。 Cc 传感器输出低噪声电缆电容。一般采用的导线值为100-300pF/米。 Ci 运算放大器A1输入电容典型值3pF 。

2.电荷变换级A1,采用高输入阻抗、低噪声、低漂移宽带精密运算放大器。反馈电容Cf1有101pF、102pF、103pF、104pF四档。根据米勒定理,反馈电容折合到输入端的有效电容量是C =(1+K)Cf1。其中K为A1开环增益典型值为120dB,即106倍。Cf1取100pF最小时C约为108pF。假设传感器输入低噪声电缆长度为1000米,则Cc为95000pF。假设传感器Ca为5000pF,则CaCcCiC并联后CaCcCi总电容约为105pF,三者总电容与C相比105pF/108pF = 1/1000。换句话说5000pF自身电容的传感器输出电缆1000米,折合到反馈电容也只影响Cf1 0.1%的精度,而电荷变换级的输出电压为传感器输出电荷Q / 反馈电容Cf1,因此也只影响输出电压0.1%的精度。

电荷变换级的输出电压为Q / Cf1,所以当反馈电容分别为101pF、102pF103pF、104pF时,其输出分别为10mV/pC、1mV/pC。0.1mV/pC。0.01mV/pC。 3.低通滤波器 以A3为核心组成二阶巴特沃斯有源滤波器,元件少,调节方便,通带平坦,可有效地消除高频干扰信号对有用信号的影响。 4.高通滤波器 二阶无源高通滤波器可有效地抑制低频干扰信号对有用信号的影响。 5.末级功放 以A4为核心组成增益,输出短路保护精度高。 6.程控和面板控制参数 为了实现对灵敏杜、滤波常数的调整,我们设计了利用USB接口的计算机程控系统,可以通过计算机对相应参数进行调整,同时面板也可以进行显示和调整。 7.过荷级 以A9为核心当输出电压大于10Vp时,前面板红色发光二级管LED闪亮。

此时信号发生削顶失,真应降低增益或查找故障。 8.电源 仪器的工作电压为15V。它由AC220V 50Hz经变压器降压整流滤波,再经可调集成稳压电源稳压后得到。

五、电荷放大器和电压放大器有何特点?

电荷放大器电路跟文氏振荡器有一定的相似性。先把传感器两端短接,电荷放干净试试看看;然后试试把传感器线路里面串个电阻,或者把放大器放大倍数调小一点看看。 压电传感器确实很多在用电荷放大器,好处就是精确且不受电线寄生电容干扰。电压放大的也有,需要接口阻抗匹配做得比较好才行

六、电荷传感器英文代号?

电荷传感器的英文代号是

Charge sensor

七、压电加速度传感器与电荷放大器连接的等效电路?

压电传感器本身的内阻抗很高,而输出的能量又非常微弱,因此在使用时,必须接高通入阻抗的前置放大器。电荷放大器即可,且其输出电压与电缆分布电容无关。因此,连接电缆即使长达几百米以上,电荷放大器的灵敏度也无明显变化,这是电荷放大器的突出优点。

八、简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点?

压电式传感器是利用材料的压电效应,将被测力、加速度等参数转换为电荷量或电压参数的变化进行输出的一种传感器装置,它的输出信号有电压和电荷两种。

压电式传感器的内阻抗很高,而输出的信号很弱,因此一般不能直接显示和记录,也不能做静态信号的测量。

它的测量电路需要一个高输入阻抗的前置放大器作为阻抗匹配,这样才能防止电荷迅速泄漏,从而使测量误差减小。压电式传感器的前置放大器有两个作用:

一是阻抗变换(把压电式传感器的高输出阻抗变换成低阻抗输出);

二是放大压电式传感器输出的微弱信号。压电式传感器的输出信号可以是电压,也可以是电荷。因此,前置放大器也有两种形式:一种是电压放大器,它的输出电压与输入电压(传感器的输出电压)成正比;一种是电荷放大器,其输出电压与传感器的输出电荷成正比。电压放大器与电荷放大器相比,电路简单、元件少、价格便宜、工作可靠,但是,电缆长度对测量精度的影响较大,而使用电荷放大器则可以在一定的条件下,使传感器的灵敏度与电缆长度无关。

九、为什么压电式传感器多采用电荷放大器而不采用电压放大器?

压电式传感器内阻高,电荷放大器输入阻抗也非常高,系统引入误差较小。或用另一角度说压电式传感器受力大小与其两面上电荷成正比,简单来说就是压电传感器中的压电陶瓷的介电常数很大,也就意味着它的电阻很大,尽管压电传感器输出的电压很高,但是电流很小(最简单的一个例子就是打火机中的压电陶瓷能产生上万伏的电压,但是电流极小)。通过施加一个机械压力,压电陶瓷产生的电荷就很少。反映到压电传感器上就是输出一个毫伏量级的信号,此信号微弱,难以输出有效信号,不利于采集和传输,因此必须经过放大才有利于压电信号的采集、传输和分析。

电荷放大器的特点:高输入电阻,低噪声,放大倍数不能太高。电阻高才能保证输出的信号绝大部分是从传感器中获得的信号。

十、bk2635电荷放大器的工作原理?

电荷放大器由电荷变换级、适调级、低通滤波器、高通滤波器、末级功放、电源几部分组成。 1.电荷放大器可配接压电加速度传感器。其特点是将机械量转变成与其成正比的微弱电荷Q,而且输出阻抗Ra极高。

电荷变换级是将电荷变换为与其成正比的电压,将高输出阻抗变为低输出阻抗。 Ca 配接传感器自身电容一般为数千pF,1/2 RaCa决定传感器低频下限。 Cc 传感器输出低噪声电缆电容。一般采用的导线值为100-300pF/米。 Ci 运算放大器A1输入电容典型值3pF 。

2.电荷变换级A1,采用高输入阻抗、低噪声、低漂移宽带精密运算放大器。反馈电容Cf1有101pF、102pF、103pF、104pF四档。根据米勒定理,反馈电容折合到输入端的有效电容量是C =(1+K)Cf1。其中K为A1开环增益典型值为120dB,即106倍。Cf1取100pF最小时C约为108pF。假设传感器输入低噪声电缆长度为1000米,则Cc为95000pF。假设传感器Ca为5000pF,则CaCcCiC并联后CaCcCi总电容约为105pF,三者总电容与C相比105pF/108pF = 1/1000。换句话说5000pF自身电容的传感器输出电缆1000米,折合到反馈电容也只影响Cf1 0.1%的精度,而电荷变换级的输出电压为传感器输出电荷Q / 反馈电容Cf1,因此也只影响输出电压0.1%的精度。

电荷变换级的输出电压为Q / Cf1,所以当反馈电容分别为101pF、102pF103pF、104pF时,其输出分别为10mV/pC、1mV/pC。0.1mV/pC。0.01mV/pC。 3.低通滤波器 以A3为核心组成二阶巴特沃斯有源滤波器,元件少,调节方便,通带平坦,可有效地消除高频干扰信号对有用信号的影响。 4.高通滤波器 二阶无源高通滤波器可有效地抑制低频干扰信号对有用信号的影响。 5.末级功放 以A4为核心组成增益,输出短路保护精度高。 6.程控和面板控制参数 为了实现对灵敏杜、滤波常数的调整,我们设计了利用USB接口的计算机程控系统,可以通过计算机对相应参数进行调整,同时面板也可以进行显示和调整。 7.过荷级 以A9为核心当输出电压大于10Vp时,前面板红色发光二级管LED闪亮。

此时信号发生削顶失,真应降低增益或查找故障。 8.电源 仪器的工作电压为15V。它由AC220V 50Hz经变压器降压整流滤波,再经可调集成稳压电源稳压后得到。

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