什么是电荷放大器？
电荷放大器是将压电传感器等产生的难以测量的极小电荷信号转换为成比例的电压信号的放大器。
压电传感器产生的电荷信号与施加到压电传感器的压力完全成正比，因此精确测量该值非常有用。电荷放大器可以将压力传感器产生的电荷信号转换成与电荷精确成比例的电压。
电荷放大器的使用
1.压电传感器的放大
使用压电传感器进行测量时，会使用电荷放大器。电荷放大器用于压电传感器空间狭窄的地方或环境温度较高的环境中。这是因为压电传感器体积小、耐热性高，并且经常在上述环境中进行测量。
电荷放大器也是需要响应性的测量的理想选择。压电传感器测量微小位移，使得制造高度合成的传感器成为可能。它用于使用电荷放大器放大测量的微小位移。
2、其他
广泛应用于测量电离辐射的设备，如正比计数器、闪烁计数器等。这些仪器检测电离现象中的辐射并测量每个脉冲的能量。
使用电荷放大器，可以将来自检测器的电荷脉冲转换为电压输出并单独测量每个脉冲。
电荷放大器原理
如上所述，压电传感器在受到压力时会产生微小的电荷。电荷放大器的作用是将这种微小的电荷转换成可测量的电压。
1. 电荷转换
电荷放大器将与压电传感器施加的压力成正比的负电荷输出转换成正比电压。利用现代电荷放大器，还可以直接以数字形式使用该信号。
将电荷转换为电压信号可提供可输入到数据处理仪器（例如 DAQ、FFT 分析仪或示波器）的信号。
2. 放大机制
当电荷放大器将微小电荷转换为电压时，它使用积分放大器。如果积分放大器的电容容量为Cg，微小电荷为Q，则电压V可以为V=Q/Cg。
电荷放大器的积分放大器由运算放大器和电容器组成的电路组成。该电路对随时间流入电容器的电流进行积分并放大电荷。
所有输入电荷都充入电容器。有一种积分电路与电荷放大器的积分放大器非常相似。这是一个在输入端加了一个电阻的电路，它是一个电流/电压转换电路。它具有随时间对电压进行积分并放大的特性。
3. 噪音消除/保护功能
有些电荷放大器在输出点配备高通滤波器和低通滤波器以消除噪声。此外，可以将电阻器连接到电荷放大器的放大器电路的输入端。该电阻的目的不是用于电流/电压转换，而是用于防止输入信号过大。
如何选择电荷放大器
事实上，为了进行准确的测量，选择适合被测物体的电荷放大器极其重要。以下是选择电荷放大器时需要考虑的重要事项。
1. 测量通道数
如果有多个测量点，除非有多个测量通道，否则无法进行测量。如果没有足够的测量通道，当然可以通过购买额外的电荷放大器来测量，但成本和调整工作会很复杂，因此好处不大。
2. 可输入的电荷信号大小
另一个重要的一点是它是否与压电传感器的电荷信号的大小相对应。当然，如果测量范围不匹配，则无法进行测量，但有必要安装具有考虑到未来测量计划的测量范围的电荷放大器。