了解电压模式加速度计
定义:什么是电压模式加速度计?
电压模式加速度计 是一个 压电加速度计 它内置信号调理电子元件,可将压电元件产生的高阻抗电荷转换为低阻抗电压输出。该术语本质上与以下术语同义: IEPE加速度计 (集成电路压电)和 ICP®(集成电路压电,PCB Piezotronics 的商标)。“电压模式”的命名强调其输出为电压(通常为 mV/g),而非电荷(pC/g),这使其区别于电荷模式加速度计。.
电压模式加速度计已成为工业领域的主流标准。 振动 由于其简单易用(无需外部放大器)、操作简便(只需两根线连接)且经济高效,监测技术已应用于超过 95% 的领域。了解电压模式、IEPE 和 ICP 本质上都指的是同一种技术,有助于理解产品规格和相关文档。.
主要特征
集成电子
- 传感器外壳内内置微电子放大器
- 将高阻抗电荷转换为低阻抗电压
- 通常使用 FET 或 IC 放大器
- 由测量仪器提供的恒流供电
输出格式
- 敏感性: 通常为 10-1000 mV/g
- 常见的: 100 mV/g 行业标准
- 信号类型: 与加速度成正比的交流电压
- 阻抗: 低的 ((输出阻抗小于 100 欧姆)
电源要求
- 恒流: 典型值 2-20 mA(常用值 4 mA)
- 电源电压: 18-30 VDC
- 偏压: 输出端电压为 8-12 VDC
- 双线: 同一根电缆上同时传输电源和信号
优势
系统简洁性
- 无外部 电荷放大器 必需的
- 直接连接仪器
- 降低系统总成本
- 降低复杂性和故障点
电缆功能
- 低阻抗驱动器可驱动长电缆(最远可达 300 米)
- 标准廉价同轴电缆
- 良好的抗噪性能
- 安装灵活
易于使用
- 即插即用,操作简便
- 只需极少的设置
- 标准化接口
- 与多种仪器兼容
与充电模式的比较
电压模式 (IEPE) 的优点
- 更简单的系统(无需外部放大器)
- 成本更低
- 长电缆能力
- 更好的抗噪性能
- 更易于使用
充电模式优势
- 更高的耐温能力(最高可达 650°C,而普通版为 175°C)
- 抗辐射能力(核应用)
- 没有易损电子元件
- 仅限专业应用
选择
- 电压模式: 95%+ 工业应用
- 充电模式: 仅当温度高于 175°C 或存在辐射时才有效。
通用规格
灵敏度选项
- 10 mV/g: 高振动、冲击(±500g 范围)
- 50 mV/g: 通用型(±100克范围)
- 100 mV/g: 行业标准(±50克范围)
- 500-1000 mV/g: 低振动,精度高(±5-10g范围)
频率响应
- 低频:0.5-5 Hz(-3 dB,交流耦合)
- 高频:谐振频率(10-70 kHz,取决于尺寸)
- 可用频率为共振频率的 1/3
温度额定值
- 标准: -50 至 +120°C
- 扩展: -50 至 +150°C
- 高温: -50 至 +175°C
- 温度高于 175°C:需要充电模式
变体和技术
设计变化
- 压缩模式 IEPE(最常见、经济)
- 剪切模 IEPE(高级,性能更好)
- 差分输出(更好的共模抑制比)
- 低噪音(超低噪音,精度更高)
包裹类型
- 工业级(密封、坚固耐用)
- 微型(尺寸小巧,适用于空间受限的应用)
- 三轴(三个正交轴集成在一个封装中)
- 超小型(< 10 克)
术语澄清
等效术语
- 电压模式: 通用描述符
- IEPE: 集成电子压电(标准术语)
- ICP®: 集成电路压电(PCB Piezotronics商标)
- CCLD: 恒流线路驱动(Brüel & Kjær 术语)
- 德尔塔特隆: Brüel & Kjær 品牌名称
- 全部: 基本技术相同,但内置电子元件和恒流电源
最佳实践
选择
- 通用机械灵敏度为 100 mV/g
- 适用于恶劣环境的工业级外壳
- 适用于该应用的温度等级
- 适用于受污染环境的密封设计
安装
- 用于高频测量的螺柱安装座
- 用于半永久性安装的粘合剂
- 用于路线勘测的磁性
- 恰当的 安装 对性能至关重要
维护
- 定期 校准 (每年关键事项)
- 电缆检查
- 安装验证
- 关键测量前的功能检查
电压模式加速度计(IEPE/ICP)是现代工业振动监测的主力传感器,它结合了压电换能和集成电子元件的优势,兼具简便性和可靠性。它们在该领域的广泛应用,体现了其在性能、成本和易用性方面的最佳平衡,尤其适用于绝大多数旋转机械状态监测和诊断应用。.
类别