【摘要】:为了保证压电式传感器的测量误差小到一定程度,则要求负载电阻RL要大到一定数值,才能使晶体片上的漏电流相应变小,因此在压电式传感器输出端要接入一个输入阻抗很高的前置放大器,然后再接入一般的放大器。因为压电式传感器的内阻抗极高,所以它需要与高输入阻抗的前置放大器配合。要注意的是,无论是电压放大器还是电荷放大器的输入端都应加过载保护电路,否则,在传感器过载时会产生过高的输出电压。
为了保证压电式传感器的测量误差小到一定程度,则要求负载电阻RL要大到一定数值,才能使晶体片上的漏电流相应变小,因此在压电式传感器输出端要接入一个输入阻抗很高的前置放大器,然后再接入一般的放大器。其目的:一是放大传感器输出的微弱信号;二是将它的高阻抗输出变换成低阻抗输出。
根据前面的等效电路,压电式传感器的输出可以是电压,也可以是电荷,因此前置放大器也有两种形式:电压放大器和电荷放大器。
因为压电式传感器的内阻抗极高,所以它需要与高输入阻抗的前置放大器配合。如果使用电压放大器,那么电压放大器的输入电压与屏蔽电缆线的分布电容Cc及放大器的输入电容Ci有关,它们均是变数,会影响测量结果,故目前多采用性能稳定的电荷放大器,如图6-7所示。
电荷放大器是一个有反馈电容Cf的高增益运算放大器。当放大器开环增益A和输入电阻Ri、反馈电阻Rf(用于防止放大器直流饱和)相当大时,放大器的输出电压Uo正比于输入电荷q,即当A足够大时,则有
图6-7 常用的电荷放大器的等效电路
由式 (6.2)可知,电荷放大器的输出电压仅与输入电荷和反馈电容有关,电缆电容等其他因素的影响可忽略不计,这是电荷放大器的最大特点。图6-8所示为电荷放大器电路的实用电路。
图6-8 电荷放大器的实用电路
要注意的是,无论是电压放大器还是电荷放大器的输入端都应加过载保护电路,否则,在传感器过载时会产生过高的输出电压。
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