JB T 5458-1991 电荷放大器.通用技术条件.pdf

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1、._.固自hJ tI 中华人民共和国机械行业标准JBfT 5458-91 电荷放大器通用技术条件1991-07-10发布1992-07-01实施机械电子工业部发布中华人民共和国机械行业标准电荷放大器通用技术条件JBjT 5458-91 1 主题内容与适用范围木标准规定了电荷放大器的术语符号、技术要求、试验方法、检验规则与标志、包装、贮存等方面的要求。本标准适用于电荷放大器的设计、制造、使用与修理。2 引用标准GB 191 GB 2298 GB 47 93 GB 6587.1 GB 6587.2 GB 6587.3 GB 6587.4 GB 6587.5 GB 6587.6 ZBY 003 3

2、术语、符号3.1 术语包装储运图示标志机械振动冲击名词术语电子测量仪器安全要求电子泪IJ最仪器环境试验总纲电子测茸仪器温度试验电子测量仪器湿度试验电子测量仪器振动试验电子测量仪器冲击试验电子测量仪器运输试验仪器仪表包装通用技术条件3.1.1 衰减档误差衰减器的示值与其约定其值的相对误差3.1.2 归一化误差适调器的示值与其约定真值的相对误差3.1.3 线性误差电荷放大器在本衰减档的满是程到相邻灵敏度高一档满量梧的测量范围内，校准曲线与满刻度斜2年1直线之间的相对误差。3.1.4 准确度电荷放大器准确度6由最大衰减档误差01、最大归一化误差02和最大线性误差3组成，并按下式计算的值z=、/l2+

3、o22+0323.1.5 下限频率l包荷放大器在低频段的传输系数比在160Hz时下降3dB时的频率。3.1.6 上lR频率电荷放大摆在高频段的传输系数比在160Hz时下降0.5dB时的频率。3.2 符号机械电子工业部1991-。卜10批准1992-07-01实施1 JB jT 5458-,-91 与传感器灵敏度单位相对应的单位量。如加速度单位mjS2、力单位N等。也可用单位(Unt) 表示。4 等级与分类电荷放大器按准确度分级、按下限频率分类。电荷放大器等级与分类应符合表1的规定不包括积分式电荷放大器)。表1级证技术等级指标类别A类B类J世z正常工作条件:rif(j 皮参比工作条件下眼频率10

4、-6 0 . 3 5 技术要求5.1 正常工作条件也荷放大器在表2规定环境条件下应正常工作。也荷放大器等级| 温度i相对湿皮l 表2三三75%A类2.5 1. 5 10-5 级i源1220V士22V周围无影响性能的强电磁场及腐蚀性气体存1:1二.注:采用直流也源的电荷放大器其电源、电压出具体产品板准规定.5. 2 最大输入电荷量电荷放大器应给出允许最大输入电荷盘。5. 3 传感器灵敏度适惆电荷放大器应给出传感甘苦灵敏度的适训范ifli。5.4 准确度rt.1荷放大器j主给出正常工作条件和参比工作条件下的准确度。5.5 .颇丰响应级级B类A类B类2 . 5 5 5 1. 5 3 3 0 . 3

5、10- 4 二级、三级20%-90% 50日z土2Hz电荷放大精应分另IJ给出下限频率和上限频点，(I:其通带内，传输系数的频率响应上翘不得超过O.5dB。2 JB/T 5458-91 5.6 输出噪声电荷放大器应给出电噪声输出有效电压值或电噪声拆算至输入端的电荷量。5. 7 最大输出电压峰值与最大输出电流峰值。电荷放大器应给出最大输出电压峰值和最大输出电流峰值。5.8 失真度电荷放大器应给出失其度值。5.9 漂移A类电荷放大器应给出漂移值。5.10 绝缘电阻电荷放大器应给出电源插头与机壳间绝缘电阻值。5.门耐电压强度对电源采用交流市电的电荷放大器，其耐压强度应能承受1500V交流电压，历时1

6、分钟无击穿。5.12 低通滤波器5.12.1 电荷放大器应标明低通滤波器截止频率，截止频率分档应符合1.2.5系列或1.3.1系列。也可用连续调谐的低通滤波器代替低通滤波器细。5.12.2 低通能波器截止频率误差应符合下式规定zO.9fbfs1.2fb(2) 式中:fb一-而板上标出的截止频率zfs一一实际测得的截止频率。5.12.3 低通滤波器通频带外应以每倍频程不小于12dB的斜率下降。5.13 接插件电荷放大器输入输出电缆应选用Q9或M5型输入输出电缆插座。5. 14 外观5.14.1 电荷放大器表丽金属镀层应色泽均匀，不得有露底、起层、起泡、斑痕及擦伤与明显划痕等缺陷。5.14.2 电

7、荷放大器油漆层表面应光洁平整、色泽均匀，不得有起泡、起皱、脱皮和划伤等缺陷。5.14.3 电荷放大器面板及铭牌上的文字、符号应完好、清晰，旋钮、开关应转动灵活、定位准确，接插件接触可靠，输入输出插座不得松动。5.15 温度适应性电荷放大器温度适应性按其等级应分别符合GB6587.2中第I组、第E组仪器的要求。5.16 湿度适应性电荷放大器湿度适应性按其等级应分别符合GB6587.3中第I组、第E组仪器的要求。5.17 振动适应性电荷放大器振动适应性按其等级应分别符合GB6587.5中第I组、第E组仪器的要求。5.18 冲击适应性电荷放大器冲击适应性按其等级应分别符合GB6587.5中第I组、第

8、E组仪器的要求。5.19 运输适应性电荷放大器运输适应性按其等级应符合GB6587.6中仪器流通条件等级为2级的要求。5.20 保用期限在用户遵守保管、使用规则的条件下，从制造厂发货日期起18个月内，产品因制造不良而发生损坏或不能正常工作时，制造厂应免费为用户修理或更换。3 JBjT 5458-91 6 试验方法6. 1 参比工作条件a . 温度:20土10C;b. 湿度:45%75% (400C) ; C. 电源电，庄:220V :f:22V 50 :f: 2Hz d. 周围无影响性能的强电磁场与振动及腐蚀性气体存在。6.2 试验仪器6.2.1 信号发生器烦段(Hz)104 0 .1 % 0

9、.5% 0 . 5% 0 .5 % 0 . 2% 0.5 % 分别为100pF，lOOOpF及10000pF，精度为士0.1%，损耗角:tgo10，且应稳定并良好屏蔽。6.2. 5 频率计准确度:f:O.l%6.2.6 失其度测垣仪准确度4土10%(满刻度); 频率范围:2Hz-100KHz。6.2.7 秒表分度值:1 6.3 准确度试验6.3.1 最大衰减槌误差(01)的试验6.3.1.1 按图1所示装置连接，将电荷放大器归-化旋钮置于1-0-0位置，低通滤波器置于最高频率档，高通滤波器置于0.3Hz档。6.3.1.2 把振荡器频率调至160Hz。根据衰减档的位丘，月1公式(3 )选择测试电

10、容器的容量C和振荡甘苦的输出电压el，标出的el不得小于0.1V。Eo G 1 1 =一一一-x一一(3 ) z C 式中:Eo一一最大输出电压(V); G一一归一化的话:数(PCjUnit); 4 JBj T 5458-91 Z一一衰减档的读数(V/Unit)。注:对某些灵敏度布的电荷放犬哥哥，有用100PF测试!包容时，条:振荡郁的输出电压仍低丁(.IV，可以将归一化旋钮改置为10-0-0位置测量.但应将lO-O-();的问归一比作为系统误差从该ftiitJ川，)f二试Kr.lt扣除.图1r也荷放大器准确度试验装置图6.3.1.3 在控制振荡器的输出电压(，J，使r1荷放犬器的输出电压Co

11、勾Eo，按公式(4 )计算该衰减档的误差。i = (立.二午一1)x100%(4 ) ZC ci - , . - - -， 式中:G一一归一化读数(PCjUnit); Z一一衰减档的读数(VjUnit) ; C一一:;.式电容电景。6. 3 . 1.4 重复测试其它各衰减档。在测垣各衰减档误羔中品大作L为电荷放大稽的衰减档误差01。6.3. 2 最大归一化误差(02)的试验。6.3. 2.1 按图1接线。归一化旋钮位置于1-0-0位置，.压迫滤波器置于最高频率相。高通滤波器置于0.3Hz档，测试电容器选用1000pF。6. 3. 2. 2 振荡器频率调至160Hz，调节电荷放大器的衰减档，使其

12、输出电压约为振荡器输出电庄的10倍，调节振荡器的输出电压，使电荷放大器的输出I:!:压eo约为说明书规定的最大输出电压E。6.3.2. 3 保持振荡器的输出不变，对于具有三个归化旋饨的电荷放犬器，依次改变归一化旋钮为表4所列的28个状态，并测量每个状态时电荷放大器的输出电J1oi(各状态正确的输出电压Eoi表4中已给表4且-y序j态状归化状态Gj 正确的输出电压Eo 1一。一。1.000eo 2 2-0- 0 0.500eo 3 3- 0-0 0. 333e o 4 4-0- 0 0.250e o 5 5- 0- 0 0. 20 0eo 6 6-0- 0 0. 167eo 7 7-0- 0 5

13、 JB/T 5458- 91 续上表z状态序号归一化状态正确的输出咆压Gj Eoi 一一8 8-0-0 0 .125e o 9 9-0-0 O. ll leo 10 10-0-0 0 .1 00eo 1 ) 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 1-0-6 0 . 943e o 26 27 28 JB/T 5458-at 出。按公式(5)计算每个状态的归一化误差。取其最大值为电荷放大器的归一化误差02。)=出:oi x 100% ( 5) 。6.324 对于具有四个归一化旋钮的电荷放大器可参照三个归一化旋钮测量归一化误差的方法。四个归化旋钮应组成3

14、7状态，每个状态时电荷放大器正确的输出电压Eoj可由该状态时的归一化读数Gj按下式计算出zEoi =主.f.(6) I.:rJ 式中:j = 1、2、3、437每个状态时的归-化误差由下式计算出s:_/ eoj-Gj j = (-一一一一一1)x 100% eo 式中:Co 一一归一化为1-0-0-0时电荷放大器的输出电压FeoJ一一归一化为Gj时电荷放大器输出电压。j = 1、2、3、437(7) 6.3.2.5 对于归一化旋钮是一个多圈电位器的电荷放大器，保持振荡器的输出不变，按表5依次改变归一化旋钮为47个状态对一级或二级电荷放大器或24个状态对三级电荷放大器时，测量电荷放大器的输出电压

15、eoJ，一级和二级电荷放大器全部测量，三级电荷放大器不测量括号内的状态。各归一化状态的误差oi按公式(7 )算出(j一一分别为247或224)。从所有j中找出最大者重测-次。取其平均值作为归一化误差02。表51.00(1.05) 3.20(3 . 35 ) 1.10(1. 15) 3.50(3 . 70) 1.20(1. 25) 4.00(4. 20) 1.30(1.35) 4.50(4.70) 1.40(1.50) 5.00(5.20) 1.60(1. 70) 5.50(5.70) 1.80(1.90) 6.00(6 . 30) 2.00(2 .10) 6 . 70(7 . 00 ) 2.2

16、0( 2.30 ) 7.40(7.80) 2 .40(2.50) 8.20(8 . 60) 2.60(2.70) 9.00(9.50 ) 2.90( 3.00 ) 10.00 6.3.3 最大线性误差(03)的试验6.3.3.1 按图1接线。边用1000pF的测试电容器，振荡器频率调至160Hz，归一化旋钮置于10-0-0处。6.3.3.2 反复调动开关K于1和2。同时控制振荡器的输出电压和调整电荷放大器的衰减档，使电荷放大器的输出电压与振荡器的输出电压近似相等。增加振荡器的输出到e)，使电荷放大器输出电压eo达到最大输出电压Eo0此时，若衰减档读数为21、相邻的灵敏度较低的一档为22，按下式

17、计算出10个输出7 Jj T 5458- 91 电压值eom。Zl - Z2 eom=Eo(l-一一一一-m)(8) Zl (m=O、1、2、39)6.3.3.3 调整振荡器的输出电压为e1m，使电荷放大器的输出分别与公式(8 )算出的10个电压值eom近似相等。并记下eoln。用下式算出9个误差巾最大的一个为电荷放大器的线性误差03。om= (斗-x旦:-l)x100%(9) eo 0 C1口1(m= 0、1、29)式rf二1:C1。一一-使电荷放大器输出电压CO0近似等于最大输出电压Eo振荡器的输出电压。6. 3.4 根据公式(1 )计算出电荷放大器的准确度。6. 4 频率响应试验6.4.

18、 1 下限频率试验6. 4. 1. 1 A类也荷放大器下限频率试验a. 按图2接线。图中电池(或直流稳压电源、电动势与电容器的容量C的乘积Qj=e X C应使电荷放大器的输出l也压为Comoeom可由公式(10)算出正值二个、负值二个，共四个。思12 电荷放大器下限频率试验装置!到Zl一Z2om=士Eo(l-一一一一一-m) (1 0) u , - 9Z1 式中:m = 1, 9 b. 归一化旋钮1于10-0-0，高通滤波器置于最低频率档，调整衰减档，使电荷放大器总的传输系数为105PCjV。C. 将开关K置于位置1，使电轩昂充IH，过数秒后把K转向位置2。约一秒后再转回到位置1，这时电荷放大

19、器的输出电压大约为算出的com。同时可看到!数字电压表会逐步变化。看准一个读数Ei1后同时启动秒表。大约等180秒钟后，再记下数字电压表的读数Ei2。同时关闭秒表。按下式计算下限频率z_ I ln(Ei1jEi2) I ( 11) I 2rrt I 式I十1:t-一一秒表记录时间间隔(秒)。d. 对于按公式(10)计算出的j它三个eom值，按以上方法分别测定计算出四个等效下限频率fx。以最高的一个作为A类电荷放大器的下限频字。6.4.1.2 B类电荷放大器下限频率试验a . 按图1按线。选用1000pF的测试电容器，归一化旋钮贾于10-0-0处，振荡器频率调至160Hz。b. 反复拨动开关K于

20、位ru和2，同时控制振荡器的输出电压和调整电荷放大器的衰减档，使电荷放大部的输出电压与振荡器的输出电Jt尽量近似相等。C. 增加振荡器的输出到0，也tlt!，荷放大部的输出Co约等于其最大输出电压丘。调至示波器Y放大器8 JB/B 5458-91 的倍率，使电荷放大器的输出电压e正好能使示波器满偏转，波形占满全部刻度。d. 转换开关K在1、2位置时，示波器屏幕上的波形应一样大。逐步降低振荡器的频率、示波器扫描速率也作相应的改变。当开关在2处的波形高度只有在1处的70%时，读取振荡器频率。重复测量三次，取其平均值即为B类电荷放大器的下限频率。6.4.2 上限频率试验6.4.2.1 按图1接线。归

21、一化旋钮置于10-0-0位置。低通谑波器置于最高频率档，高通滤波器置于最低频率档，选用10000pF测试电容器。6.4.2.2 振荡器频率调至160Hz。调至衰减档，使电荷放大器输出电压与振荡器的输出电压近似相等(拨动开关K，观察数字电压表)。调节振荡器的输出电压，使电荷放大器的输出电压为最大输出电压E。6.4.2.3 调整归-化旋钮，尽量使振荡器的输出电压Cl与电荷放大器的输出电压e相等，并记下比值R= eo/时，逐步升高振荡器的频率，同时保持振荡器的输出电压el为定值。当电荷放大器的输出电压eo满足下列两个等式之一时，i卖取振荡器的频率，此频3宇:则为电荷放大器的上限频束。或6.5 输出噪

22、声试验C =: O. 944Rei f = 1. 06Rei 6.5.1 用屏蔽良好的(1000士5)pF电容器短接电荷放大器的输入端。如图3所示。6.5.2 将归一化旋钮置于1-0-0位置，高通惊波器置于最低档，低通滤波器贯于最高档。调节衰减器使电荷放大拇总的传输系数为10mV/PC。电布放大骂A . 育效值电E表图3电荷放大器输出l噪声试验装置图6.5.3 用频带宽度不窄于2Hz.IOOKHz的真有效值电压表或失真度测量仪，测量电荷放大器输出端的电噪声有效值电压。6.5.4 将测得的输出端电噪声有效值电压拆算为输入端电荷量。6.6 最大输出电压峰值与最大输出电流峰值试验6.6.1 电荷放大

23、器作电压输出时，改变负载电阻。输出电流从0变到2mA。输出电压变化最小于0.2%，测得输出电压峰值。6.6.2 电荷放大器作最大电流峰值输出时，输出电压应大于1.5V(峰值。6.7 失真度试验6.7.1 按图1所示装置连接，选用1000pF测试电容器。高通滤波器置于最低频率挡，低通滤波器置于最高频率档，归一化旋钮置于1-0-0处。6.7.2 以电荷放大器规定的上限频率及按本标准实测上限频率中较低的一个频率、160Hz和2日z为测失真度的频率点，把振荡器频率分别调至上述三个频率点上。6.7.3 反复拨动开关K于位置1和2上，同时控制振荡器的输出电压和调整电荷放大器的衰减档，使电荷放大器输出电压与

24、振荡器的输出电压近以相等。增加振荡器的输出el，使电荷放大器的输出电压Co达到最大输出电压Eo时。用失真度测量仪测得电荷放大器输出电压eo的失真度。6.7.4 取上述三频率点上测得的失真度中最大值为电荷放大器的失其度。6.8 漂移试验10 JB/T 5458-91 6. 8.1 将归一旋钮置于10-0-0位置，高通惊波器置于最低梢，低通滤波器置于最高档，调节衰减器使电荷放犬器总的传输系数为1mV/pC。6.8.2 将工作复位开关置于复位，预热半小时后调零，再将复位开关置于工作，在o-60秒内，读取开始时读数Vo和60s时读数V60按公式(12)计算漂移值。Qt =卫生。二卫且x_!OpC/un

25、it.1260 . . 10mV/unit 6.9 绝缘电阻试验电荷放大器绝缘电阻试验按GB-1793第9.7.3条的规定进行。6.10 耐电压强度试验电荷放大器耐电压强度试验按GB4793第9.7.4条的规定进行。6.11 低通滤波器试验6.1 1.1 按图1接线。选用1000pF测试电容器，电荷放大器高通滤波器置于最低频率档，低通滤波器贾于其截止频率各档上，归-化旋钮置于10一0一0处。6.11.2 振荡器频率调至所测滤波器截止频率的1/20-1/10处，调整电荷放大器的衰减器档使其输出电压近在l相等，调整振荡器的输出电压得el，使电荷放大器的输出电压Co为最大输出电压的90%。6.1 1

26、.3 微调归一化旋钮，尽可t使振荡器而输出电压ci与电荷放大器的输出电压eo相等，并记下比值R=co/eiF，逐步升高振荡器的频率到高频，反复拨动开关K，测量振荡器的输出电压町和电荷放大器的输出电压Co，当co= O. 7Rei 时，读取振荡器频率，即是该档滤波器实际的截止频率fsofs与该档滤波器标称截止频率f应符舍木标准第5.12.2条的规定。6.11.4 滤波器通频带内Co和C1应满足eo二1.06Rci，将振荡器频率调至2fs处，电荷放大器输出电压eoH与振荡器荡输出电压ci应满足E6.12 夕|、观掩护毛日测和操作。6.13 报度适应性试验O.22Reico0.27Reil/ 电荷放

27、大器温度适用性试验按照GB6587.2中的方法进行。其中z升降温速度200C/hJ热平衡时间1h;正常工作范罔任选上、下限温度，一级电荷放大器分别为250C、150C;二级电荷放犬器分别为300C、100C。6.14 湿度适应性试验电荷放大器湿度适应性试验按照GB6587.3的方法进行。其中z热、湿平衡时间1h，正常工作范围任选混度:75%;恢复时间2h。6.15 振动适应性试验电荷放大器振动适应性试验按照GB6587.4的方法进行。6.16 冲击适应性试验电荷放大器冲击适应性试验按照GB6587.5的方法进行。6.17 运输适应性试验电荷放犬器运输:f!:t-.性试验按照GB6587.6的方

28、法进行。7 栓验规则7.1 检验分类电荷放大器检验分出厂检验和型式检验。7.2 IH厂检验3 JBjT 5458-91 7.2.1 电荷放大器应由制造厂质量部门检验合格后方准出厂，并附有产品合格的证明文件。7.2.2 电荷放大器出厂检验按本标准第5.2至5.14条项目逐台检验。7.3 型式检验7.3.1 在下罗lJ任一条件下，必须进行型式检验a. 新产品或老产品转广生产的试制定型鉴定Fb . 正式生产后，如结构、材料、工艺有较犬改变，可能影响到产品性能1It;c. 正常生产时，每年应周期性进行的一次检验Pd. 产品停产一年后，恢复生产1It;e. 出广检验结果与土次型式检验有较犬差异时;f.

29、国家质最监督机构提出进行型式检验的要求时。7.3.2 电荷放犬器型式检验项目按本标准第5.2至5.19条项目进行检验。7.3.3 电荷放犬器到式检验抽样，批最大于100台时，至少随机抽取5台，批量小于等于100台时，至少随机抽取3台。8 标志、包装、贮存8.1 标志每台电荷放大器应在醒目的位置标的za . 产品型号、名称pb. 基木参数pc. 出厂编号;d. 制造厂名。8.2 包装电荷放犬器产品包装应符合GB191中规定及ZBY003的规定，其中z防护类型:I、E型。8.3 贮存电荷放犬器应贮存于干燥、通风的库房中，库房中不得有腐蚀性气体和化学药品。附加说明z本标准由机械电子工业部长沙科学仪器研究所提出并归口。本标准由长沙科学仪器研究所、北京测振仪器广、扬州无线电二厂负责起草。本标准主要起草人徐德平滞兵戴大定张朋万买文诗11 Hm|Sm Ij i 华人民共和L:机械行jv.标;住电荷放大器遇用技术条件B/1 5458-91 机械i包子Ukfll标准化的究所出版(北5;(1f.丰南路)机，!氏工业时刷It:HJ lrJIJJ- EiJ ) (洲市长沙)机械工业标准友行主i1发行(训!有i三j少Thi11城彼)* 回臼SHF-户。Nm* 印张l字数22000 1992年3月第-次印刷开才二880XI2301/16 1992年3月结一版印数l一2000 * 定价2.00元