一種壓電加速度傳感器的電荷放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電荷放大器，特別涉及一種壓電加速度傳感器的電荷放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有壓電加速度傳感器的電荷放大器采用一個(gè)運(yùn)算放大器，這個(gè)運(yùn)算放大器的反饋回路上接一只電容器，以形成一個(gè)積分網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入電流進(jìn)行積分，這個(gè)輸入電流是由加速度傳感器內(nèi)部的高阻抗壓電元件上產(chǎn)生的電荷形成的，從而形成與電荷最終也與加速度成比例的輸出電壓。但是該電壓信號(hào)幅值小，輸出功率低，帶載能力差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種壓電加速度傳感器的電荷放大器，具有電荷轉(zhuǎn)換為電壓、增益放大以及阻抗變換能力的電荷放大器。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]—種壓電加速度傳感器的電荷放大器，包括電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊，同相比例運(yùn)算放大模塊；所述電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊中第一運(yùn)算放大器的輸出端與所述同相比例運(yùn)算放大模塊中第二運(yùn)算放大器的同相輸入端相連接。
[0006]所述電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊包括第一運(yùn)算放大器，反饋電容和反饋電阻；所述反饋電阻跨接于所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間，所述反饋電容跨接于所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間，形成一個(gè)積分網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入電流進(jìn)行積分，這個(gè)輸入電流是由加速度傳感器內(nèi)部的高阻抗電元件上產(chǎn)生的電荷形成的，從而形成與電荷以及與加速度傳感器所測(cè)的加速度成比例的輸出電壓。
[0007]所述同相比例運(yùn)算放大模塊包括第二運(yùn)算放大器，第一電阻，第二電阻，電位器和補(bǔ)償電阻；所述第一電阻一端與所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端相連接，另一端接地；所述電位器的一個(gè)固定端與所述第二電阻的一端相連接，所述第二電阻的另一端與所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端相連接，所述電位器的另一個(gè)固定端及所述電位器的動(dòng)觸點(diǎn)都與第二運(yùn)算放大器的輸出端相連接，所述第二電阻和所述電位器共同構(gòu)成一個(gè)反饋回路，通過(guò)改變所述電位器的阻值來(lái)調(diào)節(jié)增益；所述補(bǔ)償電阻一端與所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端相連接，另一端接地。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]把壓電加速度傳感器的高阻抗輸出電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為低阻抗電壓信號(hào)，在反饋電路中設(shè)置電位器，能實(shí)現(xiàn)更高且可調(diào)的增益及帶載能力。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型壓電加速度傳感器的電荷放大器電路原理圖。
[0011]附圖中各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0012]Qi為輸入電荷，Vo為輸出電壓，Ul為第一運(yùn)算放大器，U2為第二運(yùn)算放大器，Cl為反饋電容，Rl反饋電阻，R2為第一電阻，R3為第二電阻，R4為電位器，R5為補(bǔ)償電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]如圖1所不，一種壓電加速度傳感器的電荷放大器，包括電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊1，同相比例運(yùn)算放大模塊2 ;所述電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊I中第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端與所述同相比例運(yùn)算放大模塊2中第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端相連接。
[0015]所述電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊I包括第一運(yùn)算放大器U1，反饋電容Cl和反饋電阻Rl ;所述反饋電阻Rl跨接于所述第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和輸出端之間，所述反饋電容Cl跨接于所述第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和輸出端之間，形成一個(gè)積分網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入電流進(jìn)行積分，這個(gè)輸入電流是由加速度傳感器內(nèi)部的高阻抗電元件上產(chǎn)生的電荷形成的，從而形成與電荷以及與加速度傳感器所測(cè)的加速度成比例的輸出電壓。
[0016]所述同相比例運(yùn)算放大模塊2包括第二運(yùn)算放大器U2，第一電阻R2，第二電阻R3，電位器R4和補(bǔ)償電阻R5 ;所述第一電阻R2 —端與所述第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端相連接，另一端接地；所述電位器R4的一個(gè)固定端與所述第二電阻R3的一端相連接，所述第二電阻R3的另一端與所述第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端相連接，所述電位器R4的另一個(gè)固定端及所述電位器R4的動(dòng)觸點(diǎn)都與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端相連接，所述第二電阻R3和所述電位器R4共同構(gòu)成一個(gè)反饋回路，通過(guò)改變所述電位器R4的阻值來(lái)調(diào)節(jié)增益；所述補(bǔ)償電阻R5 —端與所述第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端相連接，另一端接地。
[0017]具有上述連接方式的本實(shí)用新型工作原理及過(guò)程表述如下:
[0018]壓電加速度傳感器產(chǎn)生的高阻抗電荷信號(hào)Qi從第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端輸入，經(jīng)過(guò)電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊I后，轉(zhuǎn)換成低阻抗的電壓信號(hào)，但此時(shí)的增益仍然很小，再經(jīng)過(guò)同相比例放大模塊2后，即得到高增益、低阻抗的電壓信號(hào)Vo。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓電加速度傳感器的電荷放大器，其特征在于:包括電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊(I)，同相比例運(yùn)算放大模塊(2);所述電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊(I)中第一運(yùn)算放大器(Ul)的輸出端與所述同相比例運(yùn)算放大模塊(2)中第二運(yùn)算放大器(U2)的同相輸入端相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電加速度傳感器的電荷放大器，其特征在于:所述電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊(I)包括第一運(yùn)算放大器(U1)，反饋電容(Cl)和反饋電阻(Rl);所述反饋電阻(Rl)跨接于所述第一運(yùn)算放大器(Ul)的反相輸入端和輸出端之間，所述反饋電容(Cl)跨接于所述第一運(yùn)算放大器(Ul)的反相輸入端和輸出端之間，形成一個(gè)積分網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入電流進(jìn)行積分，這個(gè)輸入電流是由加速度傳感器內(nèi)部的高阻抗電元件上產(chǎn)生的電荷形成的，從而形成與電荷以及與加速度傳感器所測(cè)的加速度成比例的輸出電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電加速度傳感器的電荷放大器，其特征在于:所述同相比例運(yùn)算放大模塊(2 )包括第二運(yùn)算放大器(U2 )，第一電阻(R2 )，第二電阻(R3 )，電位器(R4 )和補(bǔ)償電阻(R5);所述第一電阻(R2) —端與所述第二運(yùn)算放大器(U2)的反相輸入端相連接，另一端接地；所述電位器(R4)的一個(gè)固定端與所述第二電阻(R3)的一端相連接，所述第二電阻(R3)的另一端與所述第二運(yùn)算放大器(U2)的反相輸入端相連接，所述電位器(R4)的另一個(gè)固定端及所述電位器(R4)的動(dòng)觸點(diǎn)都與第二運(yùn)算放大器(U2)的輸出端相連接，所述第二電阻(R3)和所述電位器(R4)共同構(gòu)成一個(gè)反饋回路，通過(guò)改變所述電位器(R4)的阻值來(lái)調(diào)節(jié)增益；所述補(bǔ)償電阻(R5) —端與所述第二運(yùn)算放大器(U2)的同相輸入端相連接，另一端接地。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種壓電加速度傳感器的電荷放大器，包括電荷電壓轉(zhuǎn)換模塊和同相比例運(yùn)算放大模塊。電荷轉(zhuǎn)換模塊中包括第一運(yùn)算放大器、反饋電容和反饋電阻，所述反饋電容和反饋電阻都跨接與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間。同相比例運(yùn)算模塊包括第二運(yùn)算放大器、電位器、補(bǔ)償電阻和另外兩個(gè)電阻，串聯(lián)著的電阻和電位器跨接于第二運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端，共同構(gòu)成反饋回路，通過(guò)改變電位器的阻值來(lái)調(diào)節(jié)增益。本實(shí)用新型可將壓電加速度傳感器產(chǎn)生的高阻抗電荷信號(hào)轉(zhuǎn)化為低阻抗、高增益電壓信號(hào)。
【IPC分類】H03F3/70
【公開(kāi)號(hào)】CN204836096
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520486903
【發(fā)明人】王嘉鑫, 蘇猛, 余光偉, 王家亮, 陳飛平, 侯忠凱, 冒海培
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月8日