تقویت‌کننده بار CETDQ801B برای سیستم وزن در حال حرکت

تقویت کننده بار CETDQ801B یک تقویت کننده بار چند کانال است که ولتاژ خروجی متناسب با بار ورودی را تولید می کند.آن را پشتیبانی از 8 یا 12 کانال (اختیاری) و طراحی شده است برای کار با سنسورهای پیزو الکتریکی برای اندازه گیری مقادیر مکانیکی مانند شتاباز آن به طور گسترده ای در بخش هایی از جمله حفاظت از آب، برق، معدن، حمل و نقل، ساخت و ساز، زلزله شناسی، هوافضا و دفاع استفاده می شود.این ابزار ویژگی های زیر را دارد::

1)      طراحی مدار بهینه شده با قطعات وارداتی با دقت بالا، کم سر و صدا و کم حرکت تضمین کیفیت محصول پایدار و قابل اعتماد است.

2)      کاهش سیگنال ناشی از ظرفیت معادل کابل های ورودی را از بین می برد و اجازه استفاده از کابل های طولانی را بدون تأثیر بر دقت اندازه گیری می دهد.

3)      خروجی ±5Vp در 50mA.

4)      پشتیبانی از ورودی از 8 یا 12 سنسور، با رابط خروجی DB15، و در DC 12V کار می کند.

2اصول کار

تقویت کننده بار CETDQ801B شامل مرحله تبدیل بار، مرحله تنظیم، فیلتر گذر پایین، فیلتر گذر بالا، مرحله اضافه بار تقویت کننده قدرت نهایی و منبع برق است.اصل کار در نمودار زیر نشان داده شده است:

1)      مرحله تبدیل بار:مرکزش اطراف تقویت کننده عملیاتی A1 است.

تقویت کننده بار CETDQ801B می تواند به سنسورهای شتاب پیزو الکتریکی، سنسورهای نیروی و سنسورهای فشار متصل شود.این سنسورها مقادیر مکانیکی را به شارژ های ضعیف متناسب (Q) با مقاومت خروجی بسیار بالا (Ra) تبدیل می کنندمرحله تبدیل شارژ شارژ را به ولتاژ متناسب (1pC / 1mV) تبدیل می کند و مانع خروجی بالا را به مانع خروجی پایین تبدیل می کند.

o    ک:ظرفیت ذاتی سنسور، به طور معمول چندین هزار pF. محدوده فرکانس پایین توسط 1/2πRaCa تعیین می شود.

o    Cc:ظرفیت کابل خروجی کم سر و صدا

o    -آره.ظرفیت ورودی تقویت کننده عملیاتی A1، معمولا 3pF.

مرحله تبدیل شارژ از یک تقویت کننده عملیاتی با مقاومت ورودی بالا، سر و صدا کم، حرکت کم و دقت پهن باند از ایالات متحده استفاده می کند. خازن بازخورد (Cf1) دارای چهار تنظیمات است: 101pF، 102pF،103pFبر اساس قضیه میلر، ظرفیت موثر در ورودی C = (1 + K) Cf1 است، که در آن K افزایش حلقه باز A1 است، به طور معمول 120dB. هنگامی که Cf1 به 100pF (حداقل) تنظیم می شود،C حدود 108pF استبرای یک کابل کم سر و صدا 1000 متری، Cc 95000pF است. فرض کنید Ca 5000pF است، کل ظرفیت موازی Ca، Cc و Ci تقریبا 105pF است که 1/1000 C است. بنابراین،حتی با کابل 1000 متری، تاثیر بر دقت Cf1 تنها 0.1٪ است. ولتاژ خروجی مرحله تبدیل شارژ Q / Cf1 است، بنابراین خروجی 10mV / pc، 1mV / pc، 0.1mV / pc و 0.01mV/pC برای تنظیمات مربوط به خازن بازخورد.

2)      مرحله سازگاری:شامل تقویت کننده عملیاتی A2 و پتانسیومتر تنظیم حساسیت (W) است. این مرحله در هنگام استفاده از سنسورهای پیزو الکتریکی با حساسیت های مختلف، خروجی ولتاژ عادی را تضمین می کند.

3)      فیلتر کم عبور:یک فیلتر فعال Butterworth درجه دوم که در اطراف A3 متمرکز شده است، طراحی شده است تا به طور موثر تداخل فرکانس بالا را از بین ببرد.

4)      فیلتر عبور بالا:یک فیلتر پاسیوی درجه یک از C4 و R4 که برای سرکوب تداخل فرکانس پایین طراحی شده است.

5)      تقویت کننده قدرت نهایی:در اطراف A4 متمرکز شده، که با دقت بالا از قدرت و خروجی محافظت می کند.

3مشخصات فنی

1)      مشخصات ورودی:حداکثر شارژ ورودی ± 106pC.

2)      حساسیت:0.1-1000mV/pC (با ظرفیت منبع 1nF در -40 تا +60dB).

3)      تنظیم حساسیت سنسور:4 محدوده با حساسیت شارژ از 1-109.9pC / واحد.

4)      دقت:

o    1mV/Unit، 10mV/Unit، 100mV/Unit، 1000mV/Unit

o    هنگامی که ظرفیت معادل کابل ورودی کمتر از 10nF، 68nF، 22nF، 6.8nF یا 2.2nF باشد، خطا کمتر از ± 1٪ در شرایط مرجع 1kHz و کمتر از ± 2٪ در شرایط کار نامی است.

5)      فیلتر و واکنش فرکانسی:

o    فیلتر عبور بالا:فرکانس پایین تر صفر3تحمل: 0.3 هرتز، -3dB تا +1.5dB؛ 1، 3، 10، 30، 100 هرتز، -3dB ±1dB. شیب کاهش: -6dB / اوکتاو.

o    فیلتر کم عبور:فرکانس های محدودی بالایی از 1، 3، 10، 30 و 100kHz. تحمل: -3dB ± 1dB. شیب کاهش: -12dB / اکتاو.

6)      مشخصات خروجی:

o    حداکثر دامنه خروجی: ±5Vp.

o    حداکثر جریان خروجی: ±100mA

o    حداقل مقاومت بار: 100Ω.

o    تحریف هارمونیک: کمتر از 1٪ در فرکانس های کمتر از 30kHz با بار ظرفیت <47nF و خروجی در مقیاس کامل.

7)      صدا:کمتر از 5μV (به ورودی در حداکثر افزایش اشاره شده است).

8)      زمان گرم شدن:حدود 30 دقیقه

9)      رابط خروجی:DB15

10)  کانال ورودی:8 تا 12 کانال

11)  قدرت ورودی:DC 12V