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IEPE加速度传感器的原理及应用

2022-11-10

  目前,常用的交流响应加速度传感器是IEPE加速度传感器,它采用压电元件作为敏感元件。当有加速度输入时,传感器中的检验质量“移动”,使得压电元件产生与输入加速度成比例的电荷信号。从电学角度来看,压电元件就像一个有源电容器,其内阻在10×9欧姆的数量级。RC时间常数由内部电阻和电容决定,这也决定了传感器的高频通过特性。

  市场上有两种类型的IEPE加速度传感器——电荷输出型和电压输出型。

  1.电荷输出加速度传感器

  主IEPE加速度传感器采用锆钛酸盐陶瓷,工作温度范围宽,动态范围宽,频率范围宽(可用频率>:10kHz)。电荷输出加速度传感器将压电陶瓷封装在密封的金属外壳中。由于其抗恶劣环境的能力,具有比较好的耐久性。由于其高阻抗,传感器需要使用电荷放大器和低噪声屏蔽电缆,Z好是同轴电缆。低噪声电缆意味着它具有低摩擦电噪声,这是由运动引起的来自电缆本身的噪声。许多传感器制造商也提供这种低噪声电缆。放大器连接电荷输出加速度传感器,可以去除电缆电容和传感器电容并联的影响。

  2.电压输出加速度传感器

  另一种IEPE加速度传感器输出电压信号而不是电荷信号。这个传感器内部包含一个电荷放大器。电压模式传感器为三线(信号、接地、电源)和双线(信号/电源、接地)。2线压电传感器也称为集成电路压电传感器(IEPE)。IEPE比较受欢迎,因为它可以方便地通过同轴线(2线,芯线和屏蔽线)连接。在这种模式下,交流信号叠加在DC电源上。在输出端串联一个耦合电容可以去除传感器的DC偏置电压,从而只获得传感器信号输出。许多现代仪器提供IEPE/ICP输入接口,可以直接与IEPE传感器连接。