1電荷放大器檢定規(guī)程本規(guī)程適用于電荷放大器的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。JJG233—2008壓電加速度計(jì)檢定規(guī)程JJG449—2001倍頻程和1/3倍頻程濾波器檢定規(guī)程JJF1269—2010壓電集成電路傳感器(1EPE)放大器校準(zhǔn)規(guī)范GB/T20485.1—2008振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第1部分：基本概念凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)程。電荷放大器“輸出放大器”功能模塊的選擇開關(guān)或按鍵，其變量用G表示，單位電荷放大器“歸一化放大器”功能模塊的選擇開關(guān)或按鍵，也叫作“傳感器靈敏度擋”,其變量用S表示，單位為pC/Unit。電荷放大器輸入電荷量與輸出電壓的比值，用T表示，單位為pC/V。電荷放大器是壓電傳感器的一種前置放大器，它的輸出電壓正比于輸入電荷。電荷放大器廣泛應(yīng)用于振動(dòng)、沖擊、力、壓力、聲強(qiáng)等非電量電測中。電荷放大器的核心電荷轉(zhuǎn)換級是一種特殊形式的運(yùn)算放大器，見圖1。其中C;根據(jù)運(yùn)算放大器的理論，開環(huán)增益和輸入阻抗很高的電荷放大器的輸出電壓e。和輸入電動(dòng)勢e的關(guān)系見公式(1)。圖1中Ux點(diǎn)的電位幾乎為零，是所謂的虛地點(diǎn)，因此電容器C,極板上的電荷Q與電動(dòng)勢e,的關(guān)系可表示為公式(2)。2將公式(2)代人公式(1)得到公式(3)。公式(3)表明電荷轉(zhuǎn)換級的輸出電壓正比于輸入電荷，比例系數(shù)就是反饋電容的負(fù)倒數(shù)。式中：e?——電荷放大器電荷轉(zhuǎn)換級的輸出電壓，V;e;——電荷放大器電荷轉(zhuǎn)換級的輸入電動(dòng)勢，V;C;——電荷放大器電荷轉(zhuǎn)換級的等效輸入電容，pF;C——電荷放大器電荷轉(zhuǎn)換級的反饋電容，pF。式中：Q——電荷放大器電荷轉(zhuǎn)換級的輸入電荷量，pC。上述電荷轉(zhuǎn)換級在電荷放大器中是第一級，其后往往還有濾波器級、積分放大器級、歸一化放大器級以及輸出放大器級等，典型的電荷放大器方框圖見圖2。歸一化放大器輸出積分歸一化放大器輸出積分O5計(jì)量性能要求5.1電荷放大器的分級電荷放大器按下限頻率分為A類和B類，按增益擋誤差、歸一化誤差分和輸入等效電荷噪聲為三個(gè)級別。電荷放大器分級見表1。3級別%歸一化誤差%值)pC%%當(dāng)用一個(gè)1000pF的標(biāo)準(zhǔn)電容接到電荷放大器的輸入端與地之間時(shí)，由輸出電壓有效值折算出的輸入電荷量，應(yīng)滿足表1的要求。電荷放大器歸一化擋實(shí)際比例系數(shù)與放大器歸一化理論系數(shù)的誤差，應(yīng)滿足表1的電荷放大器增益擋實(shí)際比例系數(shù)與放大器增益擋理論系數(shù)的誤差，應(yīng)滿足表1的在電荷放大器輸出電壓量程范圍內(nèi)，在相同擋位設(shè)置下，不同輸出電壓時(shí)的傳輸系數(shù)與相應(yīng)基準(zhǔn)值(擬合后的直線)的最大偏差值對額定輸出電壓的百分比，應(yīng)滿足表1以標(biāo)準(zhǔn)正弦電荷信號通過電荷放大器，通過測量輸出電壓信號的諧波失真度評價(jià)電荷放大器的失真度指標(biāo)，應(yīng)滿足表1的要求。5.7低通濾波器截止頻率(上限頻率)電荷放大器通常具備多擋可調(diào)節(jié)的低通濾波器，應(yīng)按生產(chǎn)廠家說明書中給出低通濾波器的截止頻率進(jìn)行檢定。低通濾波器在截止頻率處的衰減應(yīng)為(-3±1)dB[或(-10±3)%]。-3dB截止頻率外的高頻衰減斜率應(yīng)不小于12dB/oct(專用的除外，oct表示倍頻程)。低通濾波器的-3dB截止頻率稱上限頻率，記為f.。5.8高通濾波器截止頻率(下限頻率)電荷放大器通常具備多擋可調(diào)節(jié)的高通濾波器，應(yīng)按生產(chǎn)廠家說明書中給出低通濾波器的截止頻率進(jìn)行檢定，高通濾波器在截止頻率處的衰減應(yīng)為(-3±1)dB[或(-10±3)%]。高通濾波器的一3dB截止頻率稱下限頻率，記為fi。4幅頻特性是電荷放大器的輸出電壓信號與輸入電荷信號的幅值比(即傳輸系數(shù)的倒數(shù))隨頻率變化的特性，生產(chǎn)廠家應(yīng)在說明書中給出每個(gè)濾波器的幅頻特性曲線。在選定的測量頻帶內(nèi)，各頻率點(diǎn)的幅值比相對參考頻率點(diǎn)的幅值比的偏差應(yīng)不大于1%。相頻特性是電荷放大器的輸出電壓信號與輸入電荷信號的相位差隨頻率變化的特性，生產(chǎn)廠家應(yīng)在說明書中給出每個(gè)濾波器的相頻特性曲說明書給定的頻率范圍內(nèi)，速度擋(一次積分擋)誤差應(yīng)不大于3%,位移擋(二次積分擋)誤差應(yīng)不大于5%。相對濕度：小于80%。頻率范圍：0.1Hz~200kHz,輸出電壓峰值不小于10V,輸出電壓幅度穩(wěn)定性優(yōu)于1%,頻率穩(wěn)定性優(yōu)于0.05%,頻率準(zhǔn)確度優(yōu)于1×10~5,失真度不大于0.05%。有效頻率范圍DC～20MHz,電壓測量誤差應(yīng)在5%之內(nèi)。7.1.2.3數(shù)字電壓表(多用表)在10Hz~200kHz的頻率范圍內(nèi)，直流電壓測量準(zhǔn)確度等級優(yōu)于0.01級，交流電壓測量最大允許誤差絕對值不大于0.1%。5標(biāo)準(zhǔn)電容器的準(zhǔn)確度等級優(yōu)于0.1級，損耗小(tanò≤10-(),裝在屏蔽良好的盒中，容量分別約為100pF、1000pF及10nF,具體容量應(yīng)通過校準(zhǔn)確定，并在使用中失真度測量儀頻率范圍不低于2Hz～100kHz,失真度測量范圍不低于0.01%~100%,輸入電壓范圍不低于300mV～10V。技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足JJG834—2006《動(dòng)態(tài)信號分析儀》中A級的規(guī)定，分析帶寬不小于50kHz,至少有2個(gè)同步采樣通道。秒表的測量誤差不大于0.1s(測量間隔10min)。7.2檢定項(xiàng)目電荷放大器的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查項(xiàng)目見表2。首次檢定+十十十十十歸一化誤差+十*十十十十失真度十十一低通濾波器截止頻率(上限頻率)十一一高通濾波器截止頻率(下限頻率)十一一十十十十一(如果有)注：“十”表示需檢定的項(xiàng)目，“一”表示不需檢7.3檢定方法被檢電荷放大器外觀應(yīng)完整無損，其標(biāo)志應(yīng)滿足6.1的要求。接通電源，數(shù)字顯示應(yīng)清晰完整，預(yù)熱時(shí)間應(yīng)為15min以上。用屏蔽良好的1000pF標(biāo)準(zhǔn)電容器，輸入端對地短接，輸出端接入電荷放大器的輸入端，如圖3所示。對于有多個(gè)輸入端的電荷放大器應(yīng)將其他的輸入端用屏蔽帽6電荷放大器歸一化擋置于“1”,高通濾波器置于最低頻率擋，低通濾波器置于最高頻率擋，有積分功能的電荷放大器設(shè)置為加速度擋(或線性擋),調(diào)節(jié)電荷放大器的增益擋到最高靈敏度擋，此時(shí)輸出噪聲電壓最大。用頻帶寬度不小于2Hz～100kHz的數(shù)字電壓表測量電荷放大器輸出端的噪聲電壓有效值e,按公式(4)折算為輸人端的等效電荷噪聲Q.。Q.——電荷放大器輸入端的等效電荷噪聲(有效值),pC;eno——電荷放大器輸出端的電壓(有效值),V;G——增益擋；V/Unit。檢定結(jié)果應(yīng)滿足5.2的要求。7.3.3歸一化誤差7.3.3.1具有4個(gè)歸一化旋鈕的電荷放大器按圖4接線，把電荷放大器歸一化旋鈕置于“1”位置，低通濾波器設(shè)置為最高頻率擋，高通濾波器設(shè)置為最低頻率擋(A類電荷放大器可設(shè)置為“中”擋),標(biāo)準(zhǔn)電容器選用1000pF,有積分功能的電荷放大器設(shè)置為加速度擋(或線性擋)。信號發(fā)生器e信號發(fā)生器頻率調(diào)至160Hz,調(diào)節(jié)電荷放大器的增益擋，使其數(shù)字電壓表2的讀數(shù)約為數(shù)字電壓表1的讀數(shù)的10倍，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出電壓，使數(shù)字電壓表2的讀數(shù)略低于電荷放大器說明書規(guī)定的額定輸出電壓，記為e。保持信號發(fā)生器的輸出不變，依次改變歸一化旋鈕為表3所列的37個(gè)狀態(tài)，并記下每個(gè)狀態(tài)時(shí)數(shù)字電壓表2的讀數(shù)e,由公式(5)計(jì)算各狀態(tài)的歸一化誤差，取其中最大誤差值作為歸一化誤差的檢定結(jié)果。78g;——狀態(tài)序號為“j”時(shí)對應(yīng)的歸一化誤差，%;S,——設(shè)置的歸一化擋的數(shù)值；e?——?dú)w一化擋為“1”時(shí)電荷放大器的輸出電壓，V;ew——?dú)w一化擋為“S,”時(shí)電荷放大器的輸出電壓，V。檢定結(jié)果應(yīng)滿足5.3的要求。歸一化擋狀態(tài)(S,)pC/Unit歸一化擋狀態(tài)(S,)歸一化擋狀態(tài)(S,)pC/Unit歸一化擋狀態(tài)(S,)pC/Unit1234567897.3.3.2具有3個(gè)歸一化旋鈕的電荷放大器可參考7.3.3.1的方法測量歸一化誤差，3個(gè)歸一化旋鈕共組成28個(gè)設(shè)置狀態(tài)，見表3(狀態(tài)序號1～28)。7.3.3.3具有多圈電位器歸一化旋鈕的電荷放大器可參考7.3.3.1的方法測量歸一化誤差，共47個(gè)設(shè)置狀態(tài)，見表4。歸一化擋狀態(tài)(S,)歸一化擋狀態(tài)(S,)pC/Unit歸一化擋狀態(tài)(S,)pC/Unit歸一化擋狀態(tài)(S,)12345678987.3.3.4具有數(shù)字式歸一化擋的電荷放大器按7.3.3.1的方法接線并設(shè)置電荷放大器和信號發(fā)生器。用數(shù)字電壓表1讀出信號發(fā)生器的輸出電壓，記為e,保持信號發(fā)生器的輸出不變，依次改變歸一化擋為“1”、由公式(5)計(jì)算各狀態(tài)的歸一化誤差。調(diào)整信號發(fā)生器輸出電壓約為e,的10%,即e'≈0.le。歸一化擋重置為“1”,用數(shù)字電壓表2讀出此時(shí)電荷放大器的輸出電壓e。'。依次改變歸一化擋為“0.1”、“0.2”、“0.5”(見表5),并測量各狀態(tài)時(shí)電荷放大器的輸出電壓e,,由公式(5)計(jì)算各狀態(tài)的歸一化誤差(式中的e。以e。'代入)。取各歸一化擋誤差的最大值作為歸一化誤差的檢定結(jié)果，應(yīng)滿足5.3的要求。表5具有數(shù)字式歸一化擋的電荷放大器的檢定設(shè)置狀態(tài)狀態(tài)序號(j)歸一化擋狀態(tài)(S,1234567897.3.4增益擋誤差按圖4接線，將電荷放大器歸一化擋置于“1”,低通濾波器設(shè)置為最高頻率擋，高通濾波器設(shè)置為最低頻率擋(A類電荷放大器可設(shè)置為“中”擋),有積分功能的電荷放大器設(shè)置為加速度擋(或線性擋)。把信號發(fā)生器頻率調(diào)至160Hz,根據(jù)增益擋的設(shè)置，用公式(6)選擇標(biāo)準(zhǔn)電容器的容量并計(jì)算信號發(fā)生器的輸出電壓e;,信號發(fā)生器的輸出電壓不得小于0.1V。對某些靈敏度高的電荷放大器，在用100pF的標(biāo)準(zhǔn)電容器時(shí)，信號發(fā)生器的輸出電壓仍低于0.1V時(shí)，可以將歸一化擋置于“10”測量增益擋誤差。但應(yīng)將“10”狀態(tài)的歸一化誤差作為系統(tǒng)誤差從該增益擋的測量結(jié)果中扣除。e;——信號發(fā)生器的輸出電壓，V;9C——標(biāo)準(zhǔn)電容容量(以實(shí)際校準(zhǔn)值代入),pF.調(diào)整信號發(fā)生器的輸出電壓e,使電荷放大器的輸出電壓e。接近額定輸出電壓，按公式(7)計(jì)算該增益擋的誤差。δc——增益擋誤差，%;e——信號發(fā)生器的輸出電壓，V;e?——電荷放大器的輸出電壓，V;C——標(biāo)準(zhǔn)電容容量(以實(shí)際校準(zhǔn)值代人),pF。換另一增益擋重復(fù)上述步驟，電荷放大器的所有增益擋都必須測量。取各增益擋誤差的最大值作為電荷放大器的增益擋誤差，應(yīng)滿足5.4的要求。7.3.5線性誤差按圖4連接各儀器，選用1000pF的標(biāo)準(zhǔn)電容器，信號發(fā)生器頻率調(diào)至160Hz,電荷放大器歸一化擋置于“10”。有積分功能的電荷放大器設(shè)置為加速度擋(或線性調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出電壓和電荷放大器的增益擋，使電荷放大器的輸出電壓與信號發(fā)生器的輸出電壓近似相等，增加信號發(fā)生器的輸出，使電荷放大器輸出電壓e。達(dá)到額定輸出電壓E。。在輸入范圍內(nèi)均勻的選取7～10個(gè)幅值，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器分別輸出所選取的電壓幅值，用數(shù)字電壓表1測量信號發(fā)生器的輸出電壓e,(j=1,2,…,n),用數(shù)字電壓表2測量電荷放大器的輸出電壓eg(j=1,2,…,n),按公式(8)取其絕對值的最大值作為電荷放大器線性誤差的檢定結(jié)果，應(yīng)滿足5.5的要求。 按圖5連接檢定用儀器和被檢電荷放大器，選用1000pF的標(biāo)準(zhǔn)電容器。有積分功能的電荷放大器設(shè)置為加速度擋(或線性擋)。電荷放大器的低通濾波器置于最高頻率擋，高通濾波器置于最低頻率擋(A類電荷放大器可設(shè)置為“長”擋),歸一化擋置動(dòng)態(tài)信號分析儀的分析帶寬應(yīng)大于所測失真頻率的5倍。電荷放大器信號發(fā)生器測量頻率推薦選擇2Hz、160Hz和20kHz,必要時(shí)可在電荷放大器通頻帶內(nèi)增加取測得各失真度中最大的一個(gè)值作為檢定結(jié)果，應(yīng)滿足5.6的要求。7.3.7低通濾波器截止頻率(上限頻率)按圖4連接檢定用儀器和被檢電荷放大器，選用1000pF的標(biāo)準(zhǔn)電容器。電荷放大器的高通濾波器置于最低頻率擋(A類電荷放大器可設(shè)置為“中”擋),低通濾波器置于所要檢定的擋位，歸一化擋置于“10”,有積分功能的電荷放大器置于加速度擋(或線性擋)。信號發(fā)生器頻率調(diào)至所測濾波器截止頻率的1/10～1/20處，作為參考頻信號發(fā)生器，使電荷放大器的輸出電壓為其額定輸出電壓的90%左右，用數(shù)字電壓表1測量信號發(fā)生器輸出電壓eo,用數(shù)字電壓表2測量電荷放大器的輸出電壓eo。調(diào)整信號發(fā)生器頻率為低通濾波器截止頻率f,用數(shù)字電壓表1和數(shù)字電壓表2分別測量此頻率下信號發(fā)生器輸出電壓e?和電荷放大器的輸出電壓e?t,用公式(11)計(jì)算電荷放大器低通濾波器截止頻率處的衰減量。對于低通濾波器截止頻率標(biāo)注衰減為10%的電荷放大器用公式(12)計(jì)算衰減量。式中：A?——衰減量，%;T?——電荷放大器在參考頻率點(diǎn)的傳輸系數(shù)，pC/V;T?——電荷放大器在測量頻率點(diǎn)的傳輸系數(shù)，pC/V;eg——信號發(fā)生器在參考頻率點(diǎn)的輸出電壓，V;em——電荷放大器在參考頻率點(diǎn)的輸出電壓，V;ea——信號發(fā)生器在測量頻率點(diǎn)的輸出電壓，V;Eal-電荷放大器在測量頻率點(diǎn)的輸出電壓，V;C——標(biāo)準(zhǔn)電容容量(以實(shí)際校準(zhǔn)值代人),pF。調(diào)整信號發(fā)生器頻率為2倍上限頻率2f.,重復(fù)上述測量過程，得到2倍上限頻率處的衰減量，該衰減量即為一3dB截止頻率外的高頻衰減斜率。重復(fù)上述步驟，對電荷放大器所有的低通濾波器擋進(jìn)行檢定。檢定結(jié)果應(yīng)滿足5.7的要求。7.3.8高通濾波器截止頻率(下限頻率)A類和B類電荷放大器高通濾波器截止頻率的檢定方法不同。對于A類電荷放大器，測量等效下限頻率；對于B類電荷放大器，參照7.3.7,測量高通濾波器截止頻率處的衰減量。7.3.8.1A類電荷放大器等效下限頻率A類電荷放大器的檢定接線如圖6所示，電荷放大器歸一化擋置于“10”,高通濾波器置于最低頻率擋或“長”擋。調(diào)整電荷放大器的增益擋，使電荷放大器的傳輸系數(shù)為100nC/V。有積分功能的電荷放大器設(shè)置為加速度擋(或線性擋)。22C(直流擋)m電池組放大器的輸出電壓em=±0.1E。,為此可用公式(15)計(jì)算電動(dòng)勢e和電容器C的G——電荷放大器總的傳輸系數(shù)為100nC/V時(shí)的增益擋數(shù)值，V/Unit;S歸一化擋數(shù)值，10pC/Unit;C——標(biāo)準(zhǔn)電容容量(以實(shí)際校準(zhǔn)值代入),pF。電荷放大器的輸出電壓em,正值一個(gè)，負(fù)值一個(gè)，共兩個(gè)，等效下限頻率必須在這兩個(gè)輸出電壓下測定，以最高的一個(gè)作為電荷放大器的等效下限頻率。將開關(guān)K,置于位置1,使電容充電，過數(shù)秒后把K?轉(zhuǎn)向位置2(1、2觸點(diǎn)間絕緣電阻應(yīng)大于10TΩ),約1s后再轉(zhuǎn)回到位置1,這時(shí)電荷放大器的輸出電壓大約為算出的em。此時(shí)，可以看到數(shù)字電壓表讀數(shù)會(huì)逐步變化，看準(zhǔn)一個(gè)讀數(shù)E,后及時(shí)掀動(dòng)秒表，大約等180s后再記下數(shù)字電壓表的讀數(shù)E,,同時(shí)秒表停止計(jì)時(shí)。用公式(16)計(jì)算等效下限頻率f也可以用動(dòng)態(tài)信號分析儀采集放電過程的電壓變化曲線，通過回放讀取E,和E,。fa——A類電荷放大器的等效下限頻率，Hz;E?——秒表開始計(jì)時(shí)的t?時(shí)刻的電荷放大器輸出電壓，V;E?——秒表停止計(jì)時(shí)的t?時(shí)刻的電荷放大器輸出電壓，V;t——秒表記錄t?時(shí)刻至t?時(shí)刻的時(shí)間間隔，s。對于另一個(gè)em值，重復(fù)上述測量，計(jì)算出另一個(gè)等效下限頻率。取二者之中最大的一個(gè)作為電荷放大器的等效下限頻率。重復(fù)上述步驟，對A類電荷放大器所有的高通濾波器擋進(jìn)行檢定。檢定結(jié)果應(yīng)滿足5.8的要求。7.3.8.2B類電荷放大器下限頻率B類電荷放大器的檢定接線圖如圖7所示，選用1000pF的標(biāo)準(zhǔn)電容器。電荷放大器的高通濾波器置于所要檢定的擋位，低通濾波器置于最高頻率擋，歸一化擋置于“10”,有積分功能的電荷放大器置于加速度擋(或線性擋)。信號發(fā)生器頻率調(diào)至 160Hz,作為參考頻率fo.信號發(fā)生器信號發(fā)生器數(shù)字電壓表1ee被檢定ee數(shù)字電壓表2電荷放大器動(dòng)態(tài)信號分析儀電荷放大器調(diào)整電荷放大器的增益擋，使其輸出電壓與信號發(fā)生器的信號發(fā)生器，使電荷放大器的輸出電壓為其額定輸出電壓的90%左右，用動(dòng)態(tài)信號分析儀或數(shù)字電壓表1和數(shù)字電壓表2讀取信號發(fā)生器輸出電壓e。和電荷放大器的輸出電壓e調(diào)整信號發(fā)生器頻率為高通濾波器截止頻率?i,用動(dòng)態(tài)信號分析儀或數(shù)字電壓表1和數(shù)字電壓表2測量此頻率下信號發(fā)生器輸出電壓e和電荷放大器的輸出電壓ea,用公式(11)計(jì)算電荷放大器高通濾波器截止頻率處的衰減量。對于高通濾波器截止頻率標(biāo)注衰減為10%的電荷放大器用公式(12)計(jì)算衰減量。重復(fù)上述步驟，對B類電荷放大器的所有高通濾波器擋進(jìn)行檢定。檢定結(jié)果應(yīng)滿足5.8的要求。按圖7連接各儀器，選用1000pF的電容器，電荷放大器的高通濾波器置于最低頻率擋，低通濾波器置于最高頻率擋(也可根據(jù)用戶需要選定上限頻率和下限頻率),歸一化擋置于“1”,有積分功能的電荷放大器置于加速度擋(或線性擋)。信號發(fā)生器頻率調(diào)至參考頻率160Hz,調(diào)整電荷放大器的增益擋，使其輸出電壓與信號發(fā)生器的輸出電壓近似相等。調(diào)整信號發(fā)生器，使電荷放大器的輸出電壓為其額定輸出電壓的90%左右，用動(dòng)態(tài)信號分析儀的兩個(gè)并行通道或數(shù)字電壓表1和數(shù)字電壓表2同步測量信號發(fā)生器的輸出電壓e和電荷放大器的輸出電壓e,按公式(13)計(jì)算參考頻率點(diǎn)的傳輸系數(shù)。調(diào)整信號發(fā)生器的頻率，測量其他選定頻率的信號發(fā)生器輸出電壓e和電荷放大器輸出電壓eot,按公式(14)計(jì)算其他頻率點(diǎn)的傳輸系數(shù)。使用動(dòng)態(tài)信號分析儀檢定電荷放大器幅頻特性前，要先對動(dòng)量通道進(jìn)行自校準(zhǔn)，得到各測量頻率點(diǎn)的系統(tǒng)幅值比，用來修正電荷放大其各頻率點(diǎn)的各頻率點(diǎn)的傳輸系數(shù)相對參考頻率點(diǎn)傳輸系數(shù)的偏差按公式(12)計(jì)算。對于A電荷類放大器，測量頻帶選取0.3Hz～0.2fu,低通濾波器為線性擋時(shí)選取測量頻帶0.3Hz～20kHz;對于B電荷類放大器，測量頻帶選取10fi～0.2f.,低通濾波器為線性擋時(shí)選則取測量頻帶10f?~20kHz。在測量頻帶內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)1/3倍頻程頻率(…,20,31.5,40,50,63,80,100,125,160,200,…)序列選取10～14個(gè)測量頻率點(diǎn)。檢定結(jié)果應(yīng)滿足5.9的要求。7.3.10相頻特性儀器的連接與設(shè)置、測量頻帶和測量頻率點(diǎn)的選擇同7.3.9。采用動(dòng)態(tài)信號分析儀的兩個(gè)通道同步測量信號發(fā)生器的輸出電壓和電荷放大器的輸出電壓。動(dòng)態(tài)信號分析儀設(shè)置為直流耦合方式、頻響函數(shù)分析功能，坐標(biāo)設(shè)置為“相位”。每個(gè)測量頻率點(diǎn)平均10次以上，得到各頻率點(diǎn)電荷放大器的相移。使用動(dòng)態(tài)信號分析儀檢定電荷放大器相頻特性前，要先對動(dòng)態(tài)信號分析儀的兩個(gè)測量通道進(jìn)行自校準(zhǔn)，得到各測量頻率點(diǎn)的系統(tǒng)相移，用來修正電荷放大器各頻率點(diǎn)的檢定結(jié)果應(yīng)滿足5.10的要求。7.3.11積分器誤差按圖7接線，將電荷放大器歸一化擋置于“1”,低通濾波器置于最高頻率擋，高通濾波器置于最低頻率擋，信號發(fā)生器調(diào)至電荷放大器說明書給出的位移擋(或二次積分擋)的起始頻率，電荷放大器的積分開關(guān)置于位移擋(或二次積分擋),調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出電壓e;,使電荷放大器的輸出接近額定輸出電壓E。,用數(shù)字電壓表2或動(dòng)態(tài)信號分析儀測量電荷放大器的輸出電壓，記為en;保持信號發(fā)生器的輸出電壓不變，積分開關(guān)轉(zhuǎn)換到速度擋(或一次積分擋),測量電荷放大器的輸出電壓，記為ev;再轉(zhuǎn)換到加速度擋(或線性擋),測量電荷放大器的輸出電壓，記為e,用公式(17)和公式(18)計(jì)算速度(一次積分)測量誤差δv和位移(二次積分)測量誤差δ。在說明書給定的頻率范圍內(nèi)，按電荷放大器位移擋起始頻率的倍頻程選取10～14個(gè)頻率，在頻率的高端可適當(dāng)減小測量頻率的間隔，重復(fù)上述步驟。各頻率的積分電路誤差應(yīng)滿足5.11的要求。en,ev和e.三個(gè)電壓中任何一個(gè)都不得大于電荷放大器的額定輸出電壓E。,并且沒有限幅失真，否則應(yīng)調(diào)整信號發(fā)生器輸出電壓并重新測量。為此，較低頻時(shí)從位移擋開始測量，在較高頻時(shí)應(yīng)從加速度擋開始測量。δv——速度(一次積分)測量誤差，%;8p——位移(二次積分)測量誤差，%;f——測量頻率，Hz;e?,ev,ep——頻率為f,信號發(fā)生器輸出保持不變時(shí)，相應(yīng)的加速度(線性)、速度(一次積分)和位移(二次積分)三個(gè)擋位的輸出電壓，V;Kv——無量綱系數(shù)，等于電荷放大器面板上所示的速度與1m/s的速度K?無量綱系數(shù)，等于電荷放大器面板上所示的位移與1m的位移比值。7.4檢定結(jié)果的處理經(jīng)檢定符合本規(guī)程各項(xiàng)要求的電荷放大器，根據(jù)表1的規(guī)定判定其等級和類別，發(fā)給檢定證書。對超出本規(guī)程表1各項(xiàng)規(guī)定或其他項(xiàng)不符合本規(guī)程要求的電荷放大器發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項(xiàng)目。7.5檢定周期電荷放大器的檢定周期一般不超過1年。等效下限頻率的推導(dǎo)在7.3.8.1A類電荷放大器等效下限頻率的檢定中，等效下限頻率的計(jì)算公式(16)的推導(dǎo)如下：電容充電完畢后，t?時(shí)刻和t?時(shí)刻的輸出電壓比見公式(A.1),E——充電完畢后某時(shí)刻電荷放大器的輸出電壓，V;r——電路的時(shí)間常數(shù)r=RC,s;t?——秒表開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻，s;tz——秒表停止計(jì)時(shí)的時(shí)刻，s。對公式(A.1)兩邊求自然對數(shù)，得公式(A.4)。等效下限頻率與電路的時(shí)間常數(shù)的關(guān)系見公式(A.5)。將公式(A.4)代入公式(A.5)并取絕對值，得到公式(A.6),即公式(16)。檢定原始記錄推薦格式送檢單位,制造廠商型號,出廠編號,使用的標(biāo)準(zhǔn)裝置,標(biāo)準(zhǔn)裝置編號 測量范圍,標(biāo)準(zhǔn)裝置證書編號,檢定地點(diǎn),環(huán)境溫度℃,相對濕度%,依據(jù)的技術(shù)文件JJG338—2013電荷放大器檢定規(guī)程1外觀及工作正常性檢查2等效輸入電荷噪聲當(dāng)源電容為1000pF,電荷放大器增益擋置V/Unit,歸一化擋置pC/Unit時(shí)，輸入等效電荷噪聲(有效值)為pC。3歸一化誤差歸一化擋置1pC/Unit,信號發(fā)生器輸出電壓e為V,電荷放大器輸出電壓e。為V;(檢定數(shù)字式歸一化擋時(shí))歸一化擋重置為1pC/Unit,信號發(fā)生器輸出電壓為e,'為__V,電荷放大器輸出電壓e?！癁関。歸一化擋電荷放大器輸出V誤差%歸一化擋電荷放大器輸出V誤差%