专利名称：用于工程测试的自举式加速度传感放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工程测试技术中的电荷放大装置，尤其是一种自举式加速度传感放大器。
背景技术：
桩结构是工程建设中重要的基础形式，在各种工程中得到广泛的应用。由于其是一种被动结构，其性能和使用状态在很大程度上存在着不可预知性。因此，桩身质量的诊断技术越来越受到重视。在现今的桩结构质量检测中，振动法是最重要的检测方法之一。而在该方法中，桩结构状态信息是利用传感器提取的。因此如何提高传感器对信号的检测显得非常重要。而加速度传感器是一种广泛用于桩结构质量中测量振动和冲击加速度等状况的敏感器件，它也可以为结构动态分析提供测量手段。现有的各种加速度传感器大多采用压电效应作为其工作原理即当加速度传感器受振动时，敏感的质量块产生一个变化的力作用在压电晶片上，由于压电效应缘故，在晶体两端面会出现一个变化的电荷或电势，该电荷量与承受的力成正比，也就是电荷量与此加速度传感器所承受的振动加速度成正比。然而普通压电加速度传感器的输出信号只有通过信号转化才能被普通仪器仪表装置测量得到。一般通过将传感器同限流电阻串联来测得输出信号，同时为了获得较长的信号时间，需要大额的电阻，来减少电流从而使电荷释放时间延长，但由于缺乏足够的阻抗，使得这种方法实现比较困难。
(三)
发明内容
为了克服已有的加速度传感器信号时间短、信号不稳定的不足，本发明提供一种通过增加电路阻抗、成倍的减少电容释放的电流，延长信号时间，获得稳定信号的用于工程测试的自举式加速度传感放大器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于工程测试的自举式加速度传感放大器，包括用于接收检测速度信号的压感电容C0、与压感电容串联的限流电阻R1、限流电阻R2，所述的限流电阻R1、限流电阻R2与压感电容形成回路，所述的自举式加速度传感放大器还包括用于接收待测电压并形成输出的电压偏差补偿电路，所述的偏差补偿电路的第一输入端与所述压感电容C0的正极相连，第二输入端连接于限流电阻R1、限流电阻R2之间的中间节点，偏差补偿电路的输出端为信号输出端。
进一步，所述的电压偏差补偿电路由放大器，保持电容C5和分流电阻R3组成，偏差补偿电路的第一输入端为放大器的输入端正极，偏差补偿电路的第二输入端为放大器的输入端负极，所述的放大器的输入端正极与所述压感电容C0的正极相连，输出端与放大器的输入端负极相连；所述的保持电容C5和分流电阻R3串联，所述的保持电容C5连接放大器的输入端负极，所述的分流电阻R3连接所述中间节点。
再进一步，所述的限流电阻R1、限流电阻R2为大额电阻，所述的分流电阻R3为小额电阻。
本发明的工作原理是偏差补偿电路能够成倍的增加电路阻抗，成倍的减少电容释放的电流峰值，使得电荷释放的时间成倍增长，从而获得稳定的信号。
本发明的有益效果主要表现在延长信号时间，获得稳定信号。
图1是本发明的自举式加速度传感放大器的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种用于工程测试的自举式加速度传感放大器，包括用于接收检测速度信号的压感电容C0、与压感电容串联的限流电阻R1、限流电阻R2，所述的限流电阻R1、限流电阻R2与压感电容形成回路，所述的自举式加速度传感放大器还包括用于接收待测电压并形成输出的电压偏差补偿电路1，所述的偏差补偿电路1的第一输入端与所述压感电容C0的正极相连，第二输入端连接于限流电阻R1、限流电阻R2之间的中间节点，偏差补偿电路的输出端为信号输出端。
所述的电压偏差补偿电路1由放大器2，保持电容C5和分流电阻R3组成，偏差补偿电路的第一输入端为放大器的输入端正极，偏差补偿电路的第二输入端为放大器2的输入端负极，所述的放大器2的输入端正极与所述压感电容C0的正极相连，输出端与放大器2的输入端负极相连；所述的保持电容C5和分流电阻R3串联，所述的保持电容C5连接放大器的输入端负极，所述的分流电阻R3连接所述中间节点。
本实施例的工作过程是从电路图中分析，压感电容C0电容容量为C0，产生的瞬时脉冲电压为U0；限流电阻R1的电阻值为R1，流过的电流为i1，限流电阻R1两端电压为U1；而分流电阻R3上的电阻值为R3，该支路上流过的电流为i3，R3两端电压为U3；保持电容C5上的容量设为C5；限流电阻R2的阻值为R2，流过的电流为i2，两端电压为U2。
由此可得，当压感电容C0受到外界压力时候，产生电压U0，此时放大器2处于虚短状态，放大器2的两个输入端(正极和负极)电位相等，由于放大器2的存在，压感电容的电流不会流经分流电阻R3，所以分流电阻R3，限流电阻R2构成串联状态，偏差补偿电路以补偿电流的形式对限流电路的电流进行补偿，因此分流电阻R3上的电压为U3=U0*R3R2+R3]]>同时由于限流电阻R1两端电压与分流电阻R3两端电压相等，由此流过限流电阻R1的电流为i1=U1R1≈U3R1=U0R3R1(R2+R3)]]>以限流电阻R1、限流电阻R2选用10M大额电阻，R3选用10K小额电阻，压感电容C0产生电压为1V为例，流过限流电阻R1上的电流计算约为i1≈10-10A，如不存在以放大器2，保持电容C5以及分流电阻R3组成的偏差补偿电路，单纯以限流电阻R1，和压感电容C0形成回路，则流过限流电阻R1上的电流计算约为i1=U0R1=10-7A]]>由此可见通过限流电阻R1、分流电阻R3和保持电容C5以及放大器2构成的偏差补偿电路通过补偿电流的方式使流过限流电阻R1上的电流减少了约1000倍，能有效的成倍减少流过R1上的电流，其倍数约是偏差补偿电路限流电阻R1和分流电阻R3的倍数。如果压感电容C0采用电荷电容，可以使放电时间成倍提高，在放大器2的输出端能得到稳定的电压信号，达到信号放大的功能。
权利要求
1.一种用于工程测试的自举式加速度传感放大器，包括用于接收检测速度信号的压感电容C0、与压感电容串联的限流电阻R1、限流电阻R2，所述的限流电阻R1、限流电阻R2与压感电容形成回路，其特征在于所述的自举式加速度传感放大器还包括用于接收待测电压并形成输出的电压偏差补偿电路，所述的偏差补偿电路的第一输入端与所述压感电容C0的正极相连，第二输入端连接于限流电阻R1、限流电阻R2之间的中间节点，偏差补偿电路的输出端为信号输出端。
2.如权利要求1所述的用于工程测试的自举式加速度传感放大器，其特征在于所述的电压偏差补偿电路由放大器，保持电容器C5和分流电阻R3组成，偏差补偿电路的第一输入端为放大器的输入端正极，偏差补偿电路的第二输入端为放大器的输入端负极，所述的放大器的输入端正极与所述压感电容C0的正极相连，输出端与放大器的输入端负极相连；所述的保持电容器C5和分流电阻R3串联，所述的保持电容器C5连接放大器的输入端负极，所述的分流电阻R3连接所述中间节点。
3.如权利要求1或2所述的用于工程测试的自举式加速度传感放大器，其特征在于所述的限流电阻R1、限流电阻R2为大额电阻，所述的分流电阻R3为小额电阻。
全文摘要
一种用于工程测试的自举式加速度传感放大器，包括用于接收检测速度信号的压感电容C
文档编号G01M7/00GK101034093SQ20061004978
公开日2007年9月12日 申请日期2006年3月10日 优先权日2006年3月10日
发明者赵新建, 何智勇, 徐俊 申请人:浙江工业大学