Термин: Вход заряда

Вход заряда

Вход заряда (зарядочувствительный вход) – этот технический термин обозначает вход, предназначенный для подключения источников заряда. Вход заряда имеют преобразователи (усилители заряда), а также приборы для измерения заряда. Источники заряда – это чаще всего пьезодатчики, но встречаются источники заряда, основанные не на пьезоэффекте. Но, в любом случае, эти источники имеют ярко выраженный ёмкостной импеданс.

Различают два разных физических принципа измерения заряда Q=C*U, где С - ёмкость цепи заряда, U - напряжение цепи заряда:

  1. Принцип косвенного измерения заряда Q, основанный на измерении напряжения U при заранее известной ёмкости цепи заряда.
  2. Принцип непосредственного измерения переменного заряда путём измерения тока в цепи заряда с последующим интегрированием этого тока для получения выходного напряжения, пропорционального входному заряду.

При косвенном измерении заряда применяют специальный экранированный вход напряжения усилителя с экстравысоким входным сопротивлением (гигаомы). Такой вход заряда способен измерить постоянную составляющую заряда на длительных интервалах времени. У такого устройства встречается управляемый ключ для сброса заряда перед проведением измерения. Погрешность измерения заряда Q=C*U оценивают как погрешность косвенного измерения Q при известных погрешностях измерения C и U. Верхняя граница полосы частот пропускания ограничивается свойствами усилителя.

Для непосредственного измерения (преобразования) переменного заряда используют усилители заряда с низкоомным входом (по типу LE-41), в состав которого входит интегратор тока цепи заряда. Непосредственное измерение тока цепи заряда прибором с входом тока, как правило, не применяется, поскольку речь идёт о сверхмалых токах.

Преимущество непосредственного измерения (преобразования) заряда в том, что данный способ измерения теоретически не зависит от ёмкости цепи заряда, в частности, от длины кабеля до источника заряда.  

Нижняя граница полосы частот пропускания при непосредственном измерении заряда ограничивается активным сопротивлением утечки кабеля и источника сигнала (типично: для пропускания частот порядка 1 Гц сопротивление утечки должно быть более 1 ГОм), а верхняя граница полосы частот пропускания ограничивается свойствами усилителя.

Специфика любого входа заряда и любой зарядочувствительной цепи в том, что эта цепь всегда должна иметь сплошной электропроводный экран без просветов, в противном случае через просветы в экране будет проникать переменный помеховый заряд (инжекция заряда) из окружающей обстановки (типично с частотами, кратными частоте электросети 50 Гц).

Такие жесткие требования к сплошному экрану объясняются тем, что зарядочувствительная цепь представляет собой область пространства с изолированным электрическим полем относительно окружающей обстановки. При наличии просвета в экране электрического поле будет испытывать возмущение из-за проникновения сторонних зарядов.  

Вход заряда, как правило, предполагает его заземление.

На рисунке выше показан зарядовый вход с общей землёй, но существуют и дифференциальные источники заряда (например, два провода от пьезодатчика, как две фазы, и экран в качестве общего провода), а также дифференциальные входы заряда. При подключении дифференциального источника заряда ко входу заряда с общей землёй провод одной из фаз соединяют с экраном.


Литература:

 

Перейти к другим терминам       Cтатья создана:26.07.2014
О разделе "Терминология"      Последняя редакция:01.07.2017

Контакты

Адрес: 117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 5, корп. 4, стр. 2

Многоканальный телефон:
+7 (495) 785-95-25
Факс: +7 (495) 785-95-14

Отдел продаж: sale@lcard.ru
Техническая поддержка: support@lcard.ru

Время работы: с 9-00 до 19-00 мск

L-CARD в проектах