1. 研究目的与意义
通过电荷放大器的研制,运算放大器参数Icm和SR是影响电荷放大器频响上限的两个重要因素在设计电荷放大器中选择运算放大器时, 如果运算放大器最大输出电流Icm及SR上升速率考虑不周, 则会大大限制电荷放大器频响上限, 因此, 在设计电荷放大器时必须考虑运算放大器两个参数Icm及SR是否满足设计要求。
2. 国内外研究现状分析
在传感器的测试系统中,曾有过两种传感器的后续测量电路,即电压放大器和电荷放大器,鉴于前者的电压灵敏度随电缆改变而给测量带来不方便,六十年代后基本上已被电荷放大器所替代。电荷放大器在测量系统中最明显的优点是电缆分布电容的变化不会影响测量结果,即在测量和定度时,若更换不同长短、不同型号的电缆均不会改变仪器的灵敏度,所以电荷放大器适用于那些需要改变输入连接电缆长度的场所,特别是远距离测量,输入电缆可长达千米。这在实际使用中是非常方便的。科技的进步推动电荷放大器的研究向超低频领域发展。目前使用的运用于低频或准静态的电荷放大器几乎全都是瑞士Kistler、丹麦BK等国外测试设备厂商的产品,市场价格还很高,而国内的产品大多不能满足实际要求。例如国内的朗斯测试技术有限公司LC0601电荷放大器和扬州泰斯电子有限责任公司的TS5865电荷放大器输入电荷量为:0pC~10^5pC,频率范围为:O.3Hz~100kHZ,价格5000元以上。国外的瑞士奇石乐(Kistler)仪器股份公司生产的新型电荷测量仪5015A具有优异的技术指标,广泛适用于科研,实验室和各种生产过程测量系统的检测。5015A电荷仪的主要特点如下:测量范围宽: /-2pC~ /-210^6pC;频响:0Hz~200kHz;由于采用了最新技术,噪声几乎完全消除;实时数显测量值;通过计算机接口实现自动测量等1151市场价格达到上万美元。现今电荷放大器电路理论已经非常完善,性能也在不断提升,完全能适用于冲击和振动的测量,但是此类电荷放大器的价格昂贵,不利于推动压电加速度传感器的广泛使用。所以,研究设计出一种电路简单,集成度高,成本低的实用的电荷放大器就显得非常有必要。
3. 研究的基本内容与计划
通过改变运算放大器参数icm和sr,观察现象 看会不会大大限制电荷放大器频响上限。从而严格要求在设计电荷放大器时必须考虑运算放大器两个参数icm及sr满足设计要求。
2013.12.242014.3.12 查阅文献资料,毕业设计开题
2013.3.132014.4.11 初步设计出测量电路的模型
4. 研究创新点
电荷放大器电路理论已经非常完善,性能也在不断提升,完全能适用于冲击和振动的测量,但是此类电荷放大器的价格昂贵,不利于推动压电加速度传感器的广泛使用。
所以,研究设计出一种电路简单,集成度高,成本低的实用的电荷放大器就显得非常有必要。
设计电荷放大器时必须考虑运算放大器两个参数icm及sr会不会会大大限制电荷放大器频响上限,从而达到设计要求,使数据更准确。
