IEPE电源要求.docx

Endevco技术论文—TP326—在当代数据采集系统中使用IEPE加速度计需要考虑的实际因素
多年来,传感器制造商都会给传感器提供相应的高质量信号调理放大器。特别是电荷式压电传感器(PE)及电压式压电传感器(IEPE,内部带集成电路的压电传感器),加速度计制造商都会提供相应的放大器。这些放大器使用非常灵活,它允许用户为下游的数据采集系统设置任一的加速度计输入灵敏度及输出放大倍数。
大多数情况下,加速度计制造商只满足于提供信号调理放大器,将数据采集系统市场空间置身于身外。然而,随着使用IEPE加速度计快速普及及增长,并且组建IEPE加速度计的信号调理器看起来非常简单容易,有一些数据采集系统厂商开始提供集成在数据采集系统中的IEPE加速度计信号调理器。当使用这些信号调理器/数据采集系统时非常方便,并且可以降低用户成本的同时保证他们的测量达到他们所要求的高水准。这些因素下面会单独讨论。
电源要求---电流
不像电荷式压电加速度计, IEPE加速度计需要电源才能工作。这些信号调理器/数据采集系统必须能够提供适合加速度计要求的电源。由于不同的IEPE加速度计要求的电源不同,因此用户必须参考加速度计技术说明书上的电源要求。(这里没有针对IEPE的统一行业标准,比如ISA或ANSI没有定义IEPE).如果没有合适的电源满足加速度计的规格要求,用户就不能保证加速度计正常工作,这样就会有得到低质量或无效测试数据的风险。IEPE的电源模式是独特的,它使用恒流电源,而不是使用恒压电源给加速度计的内部电路提供电源。参照图1所示的IEPE电源模式的通用示意图。首先要考虑的因素就是用户必须确认他们的数据采集系统能够提供足够的恒流电源。IEPE加速度计经常定为在一个很宽的电流范围下都可以正常工作,通常最小电流定义为2mA。无论加速度计定义的最小电流为何数值,用户必须保证他们的数据采集系统可以提供这个最小电流。这个应该在数据采集系统的规格书详细说明, 或它也可以被测量出来。参考图2来测量数据采集系统可以提供的最小电流值。使用一个1K ohm的电阻连接IEPE电源和接地线,然后使用电流表测量通过电阻的电流。这个电流就是数据采集系统可以提供的电流。这个1K ohm的电阻模拟一个加速度计,而且它能有效的告诉数据采集系统打开恒流电源。
对于需要使用长电缆的应用场合,或是高幅值及高频率的振动的测量,需要数据采集系统提供比加速度计规定的最小电流值更高的电流。这个问题会在后面部分讨论。
电源要求---恒流制输出电压
当IEPE电源模式使用恒流源时,为了它输出的电压信号不会出现失真现象,加速度计仍然需要一个电压源。这个电压源通常称为恒流制输出电压源,它就是一个恒流源所能输出的最大电压。如果信号调理器/数据采集系统不能提供足够高的电压,加速度计可能达不到用户预期的如规格书所定义的满量程范围,从而得到一个失真的输出信号及错误的数据。IEPE加速度计用户必须考虑他们的信号调理器/数据采集系统是否可以提供加速度计所需要的恒流制输出电压。和恒流源一样,IEPE加速度计经常定为在一个很宽的电压范围下都可以正常工作,通常最小电压定义为18VDC, 但是可以高达24VDC。用户必须保证他们
的数据采集系统能够提供所要求的最小电压。和恒流源一样,这个恒流制输出电压应该在数据采集系统的规格书上说明。