一、概述
YE5940A型振动冲击测试仪系直读式电荷型测振仪，与压电传感器配合，可供多种场合下的振动、冲击和其它动态力测量。
本仪器将电荷放大器和峰值检波保持器组装在一起，代替电荷放大器和峰值电压两台仪器，有利于简化线路，缩小体积，减轻重量，降低成本和减少系统误差。同时可由电表直读加速度（或力）值，使用十分方便。
输入放大器为电荷放大器，不仅传感器与仪器间可使用很长的输入电缆，而且不同长度的电缆对测量精度的影响很小。
有传感器灵敏度调节，可适应各种不同灵敏度的传感器，而不影响测量结果的直读。 有可调节高、低通滤波器，可在测量时减小噪声和传感器谐振峰的影响。
有线性峰值检波保持电路，可分别对正、负峰进行保护，以单次冲击测试特别理想，最短为1.0秒（复位状态）可作瞬时用。
具有归一化的交流输出、峰值检波输出、有效值和电流输出，交流输出可接示波器或接记录仪器，记录后进行频谱分析用，峰值检波输出可接直流数字电压表或用示波器观察连续冲击包络曲线，有效值输出可接直流数字电压表直读有效值，电流输出外接100Ω负载可直接读其电流转换值为4~20mA电流输出。
可由交流市电供电，也可由直流电源供电。采用了特制表头，具有上升时间快、阻尼特性好等特点。
本仪器能方便地为科研、生产等单位提供有关振动、冲击和其它动态力方面的多种数据，尤其适合振动、冲击等环境试验设备配套使用。
本仪器按GB4798电子测量仪器环境要求及试验方法分组为Ⅱ组。
二、技术特性 1、工作特性： （1）输入特性
a.最大输入电荷量：30000Pc
b.最小输入电荷量：0.2 Pc（信噪比>10dB） c.直流分流电阻：大于108Ω（量程置于1时） d.输入端带长电缆后允许衰减1%的电缆长度。
量 程 带电缆长度（STYV—1） 等效电缆电容量 1 <330m 0.033μF 3 <1000m 0.1μF 10 <330m 0.033μF 30 <1000m 0.1μF 100 <3300m 0.33μF 300 <10000m 1μF
（2）噪声：<满量程值的0.4% （3）滤波器及频率响应：
a.低通滤波器：分10、3、1kHZ（-3dB±1dB）三档，通带外接一12dB/oct衰减。 b.高通滤波器：分30、3（-3dB±1dB）0.3Hz（<-3dB）三档通带外按一6dB/oct衰减。 （4）测量种类，正峰值、负峰值 （5）峰值保持特性：
保持时间常数：基准条件：30秒内衰减<满量程值的1%
额定工作条件：10秒内衰减满量程值的1%
瞬间（复位）时间常数：约1.0秒 （6）测量综合误差：（不包括传感器误差）
a.固有误差：输出1±2% 输出2±3% 表头指示 ±3% b.工作误差：输出1±4% 输出2±5% 表头指示 ±5% 输出1指满量程1/10~10/10之间的线性误差
输出2指满量程2/10~10/10之间的线性误差 表头指示 ±5% 表头指示满量程 （7）输出特性
a.输出1 有效值RMS 0.707V 5mA 峰值PK 1VP-P 5mA
直流电流DCI 4~20mA（100Ω负载） 最小负载电阻<100Ω 最大容性负载<0.01μF
谐波失真度在频率低于10kHz满输出容性负载0.01μF时<1%。 输出2（交流输出）±1VP-P 5mA 最小负载电阻 200Ω （8）复位特性
峰值检波保持器复位时间约1.0秒 2、基准条件和额定工作条件： （1）基准条件
a. YE5940A型振动冲击测试仪环境条件按GB4798规定的基准条件。 b.输入电缆长度<3m c.输出负载电阻≥10kΩ d.输出电缆长度<2m
e.信号频率正弦1000Hz和1mS单次脉冲。 （2）额定工作条件：按Ⅱ组即 GB4798 a.温度额定使用范围：-10℃～℃40℃
b.湿度额定使用范围：相对湿度<80%（40℃） c.大气压力：750±300mmHG
±10%
d.电源电压：交流电压220V 50Hz<5VA或±12V两组直流（纹波<500μV） -20%
e.本仪器预热时间：约15分钟 3、外形尺寸和重量
外形尺寸70（L）×132.5（H）×200（B）mm 重量：约1Kg
本仪器符合苏YE5940A型振动冲击测试仪企业标准。 （仪器附有CA-YD-103压电加速度计1只。）
三、工作原理
YE5940A型振动冲击测试仪由电荷放大器，高低通滤波器，归一化电压放大器，反相器，有效值转换，峰值检波保持，直流电流转换，±8V直流稳压电源组成，下面分别简述各部分工作原理。
1、 电荷放大器
电荷放大器基本上是由一个带容性反馈的高输入阻抗，高增益运算放大器所组成，连 同压电传感器与输入电缆的等效电路如图一，其输出电压：
V0=QK/Ct+Cc+Cf（1+k）
c图1 Q：传感器产生的电荷 Ct：传感器电容 Cc：输入电缆电容 Cf：反馈电容
-K：运算放大器开环增益（负号表示输入信号与输出信号反相） 由于K很大，因此一般情况下
Ct+Cc< Cf（1+k） 忽略Ct+Cc，则 V0= -QK/ Cf（1+k）= -Q / Cf（因K>1）
由此式可知，若反馈电容Cf不变则输出电压V0与输入电荷Q成正比基本上与输入电缆电容无关（当然，若电缆电容Cc与KCf可以拟时，Cc将影响电荷放大器的增益，从而影响测量精度，因此，输入电缆长度也有一定限度）。
电荷放大器采用了以结型场效应管为输入级的高增益运算放大器，反馈电容有三档，分别为300pF、3000pF、30000pF，从而得到量程3、30、300三档，量程1、10、100是利用改变低通滤波器的增益来实现的。
为了稳定放大器直流工作点，各档均并联一只反馈电阻，并命名各档RC乘积相同，以用来确定仪器的最低下限频率0.3HZ，此反馈电阻与量程测量范围无关。
2、 高低通滤波器
图2本仪器低通滤波器为两级RC有源滤波器。
高通滤波器为单级RC滤波器，其每倍频程衰减约6dB，利用改变R，来得到3档不同 的下限频率，但在0.3HZ一档时，实际高通滤波器的频率约0.07HZ，而仪器的最低下限频率主要由电荷放大器确定。同时它将前级的偏移电压与输出放大器隔开，消除了前级的低频干扰，温度漂移等等，保证输出端通常是一个零直流电位。
3、 归一化电压放大器
归一化电路是利用增益可调的运算放大器，使其对不同灵敏度的传感器具有不同的增 益，从而得到“归一化”处理。
已知一个运算放大器（见图三）其闭环增益可由下式确定（假定开环增益K足够大）：
图3由上式可见，要改变增益，只需改变Zf或Zi即可。本仪器中Zf为固定的10kΩ，而Zi是由一只1kΩ电阻和一只10kΩ精密多圈线绕电位器，串联而成，当仪器面板上“传感器灵敏度”旋至10.0时，Zi=1kΩ，增益-K=10kΩ/1kΩ=10，而当旋至100.0时，Zi=10kΩ增益
K=10kΩ/10kΩ=1。
例1：一加速度传感器的灵敏度为30Pc/g，受10g振动，量程置于10，经电荷放大级后输出电压为0.3V，送至归一化电压放大级，此时若传感器灵敏度旋至30.0，则Zi=3kΩ，本级增益K=10KΩ/3KΩ=10/3，这样经本节放大后输出电压为0.3V×10/3=1V，则表头上指示为10g（表头1V满度）从而达到“归一化”的目的。
4、 反相器
为了能够对正负信号进行测量，增加了一级反相器。 5、 有效值转换
为了能使输出为有效值读数，本仪器增加了有效值转换电路。 6、 峰值检波保持器
峰值检波器由两只运算放大器N1、N2组成（见图四）N1、N2均为同相跟随器。N1作检波 器用，N2作保持器用，现假定输入一正弦信号，当信号为正半周时，经N1、D1、N2输出1：1的正半周信号，当信号为负周时，D1截止，N2输出信号为零，现假定输入为一正的单次信号，经N1、D1对C进行充电，当信中与消失后，电容器通过D1，反相电阻，电容器的绝缘电阻及N2的输入电阻放电，由于二极管D1的反相电阻，电容器C的绝缘电阻及K2的输入电阻均足够大，则电容C 放电很慢，输入信号即保持在电容上，K2相应输出一个与C上相同的信号，由于K2输出阻抗较低，将此电压接至电压表上，则在一定的时间下降很小。
复位图4 7、 电流输出
本仪器增加了电流转换电路，外接100Ω负载可转换输出4～20mA电流。 8、±8V直流稳压电源
+10%
为保证在电源正常工作，输入±12V直流或220 V交流整机均能正常工作。 -20%
四、结构特征
本仪器为框架结构。可作单机使用，也可由多台合用，插入我厂ZX系列组合机箱中组成多通道振动冲击测试仪。此时只需反时针旋松仪器面板上的锁钮，抽去下盖板，插入组合机箱中再旋紧锁钮，琐牢即可。