YE5850A电荷放大器使用说明书

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：l 采用高质量进口器件，稳定可靠l 可输入电荷信号或电压信号l 输入等效直流电阻可达1014l 频带宽2Hz-100KHzl 输入可配接长电缆而不影响测量精度l 操作简单，维修方便，性能好，价格低l 有两种极性输出使用环境符合

2、SJ2075-82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

3、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：（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（4575）%RH；c、供电电压AC220V±2%，DC±18V27V；d、输出负载10K。（3）额定工作条件：a、040；b、相对湿度（2090）%RH；c、供电电压AC220V±10%，DC±18V27V。 偏 差：0.3Hz以上-3dB±1dB，0.3Hz和0.3Hz以下档为-3dB

4、±1.5dB。 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：0.3，1，3，10，30和100kHz（-3dB） 偏 差：-3dB±1dB 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：5mA2.6.3 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）。

5、 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 电源AC220±10% 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。 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

6、，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

7、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±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。 5.1.1.1 复位工作转换开关复位工作转换开关5

8、.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 1001000 0.1-1.099 0.01 0.1 1 10100 1-10.99 0.1 1 10 1001000 1

9、0-109.9 1 10 100 100010000 100-1099 10 100 1000 10000100000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。

10、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。 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±1050Hz交流电源 5.1.1.14 保险丝座 内装0.5A保险丝管，更

11、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

12、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

13、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

14、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

15、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×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

16、载灯不亮，下限频率调至0.003档，实际下限=0.003×100=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=12.46g 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 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。

17、输出置于10mv/unit档。 将复位开关置于工作，压力泵加压力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高频截止点频率响应必须在此范围内平直低频截止点 1000005210000 51000 5 2 10

18、0 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。5.2.1.3 输入插座、输入电缆线插头高绝缘部分要保持清洁。污染后可用洁净的绸布沾少许无水乙醇清洗、烘干。5.2.1.4 切勿从电荷输入接电压信号。5.2.2.1 通信号检查将音频信号发生器输出电压从电压输入端接入，电荷放大器下限频率置于0.3Hz，上限频率置于10KHz以上，输入输出电压见表三。电荷放大器旋钮位置输出输出f=1khz传感器灵敏度PC/unit10.001.00输出mv/unit0.111010010000.11101001000100mv11010010001010010001000mv1010010001001000表三注意：场效应管的管脚不要插错，6脚对准管座的缺口处