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电压放大器时,可以用将多个压电元件串联的方式提高传感器的灵敏度。122由于压电式传感器的输出电信号很微弱,通常先把传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器中,经过阻抗交换以后,方可用一般的放大检波电路再将信号输入到指示仪表或记录器中。其中,测量电路的关键在于高阻抗输入的前置放大器。)前置放大器的作用:一是将传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出;二是放大传感器输出的微弱电信号。前置放大器电路有两种形式:一是用电阻反馈的电压放大器,其输出电压与输入电压即传感器的输出成正比;另一种是用带电容板反馈的电荷放大器,其输出电压与输入电荷成正比。由于电荷放大器电路的电缆长度变化的影响不大,几乎可以忽略不计,故而电荷放大器应用日益广泛。图(a)电压等效电路,图b简化电路:
CaCcRiCiR2CaR1
uiua
RC
ua
Ra
a其中,ui为放大器输入电压;ccccaR
b
RaRiRaRi
uaqca
如果压电传感器受力为FFmsi
ωt则在压电元件上产生的电压为
ua
dFmsi
ωtUmsi
ωtCa
2
f式中
um-
压电元件输出电压幅值um
dfmca
R
d-压电系数。而在放大器输入端形成的电压为
ui
1jωC1RjωC1R1jωCjωCaR1jωC
ua
jωRdFm1jωRCCa
ui

的幅值uim为uim
dFmωR
1ω2R2CaCcCi2
ωRCaCcCi1时,放大器的输入电压为u≈i
dFCiCcCa
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Rf微弱电压信号放大,因此,也称为阻抗变换器
下图为电荷放大器:
Cf
NQCaRaCcRiCi
如果忽略电阻Ra、Ri及Rf的影响,则输入到放大器的电荷量为QiQQfU0U0而
QfUiU0Cf
A
U0Cf1A
A
Cf
式中,A为开环放大系数。UUU所以有:0CiCcCaQ1A0CfQ1A0CfAAAAQ故放大器的输出电压为U0CiCcCa1ACf当A1,而1ACfCiCcCa时,放大器输出电压可以表示为QU0Cf电荷放大器常作为压电传感器的输入电路,由一个反馈电容Cf和高增益运算放大器构成。在电荷放大器中,输出电压Uo与连接电缆电容Cc无关,而与电荷量Q成正比,这是电荷放大器的突出优点,这对信号的测量很方便,因此,电荷放大器被广泛地应用于压电传感器的测量电路中。13压电式压力传感器的光纤传输技术应用内弹道试验研究中的使用13压电式压力传感器的光纤传输技术应用在内弹道试验研究中的使用131原理与组成内弹道试验研究的对象主r
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