PE和IEPE加速度傳感器的比較

1、PE和IEPE加速度傳感器的比較編輯：易擇傳感資訊網(wǎng) PE是指電荷輸出型壓電式加速度傳感器，IEPE是指內(nèi)置處理電路的壓電式加速度傳感器，本文將要討論二者各自的特點(diǎn)。壓電效應(yīng)壓電式加速度傳感器的工作原理是以某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)的。當(dāng)這些物質(zhì)在某一方向上因受到拉力或壓力的作用而產(chǎn)生變形時(shí)，其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷；當(dāng)去掉外力時(shí)，它們又會(huì)回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象就是壓電效應(yīng)。常用的壓電材料有石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等等。實(shí)際上，當(dāng)壓電材料受到剪切力、橫向拉力或壓力時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)。PE加速度傳感器PE壓電式加速度傳感器的工作原理是：將質(zhì)量塊的加速度轉(zhuǎn)換為其對(duì)壓電材料所施加的力，通過(guò)測(cè)得該力的大小

2、從而換算出加速度的值。壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)原理如下圖所示。兩片壓電片組成了其壓電元件，表面有鍍銀層，中間夾有一金屬片，并焊有輸出引線，另一輸引線直接與基座相連。壓電片上放有一個(gè)比重較大的質(zhì)量塊，并用一硬彈簧或螺栓對(duì)其施加預(yù)載荷。整個(gè)組件封裝在一個(gè)金屬殼體內(nèi)部，基座一般較為厚重且剛度大。測(cè)量時(shí)，傳感器與被測(cè)物剛性固定在一起，當(dāng)被測(cè)物振動(dòng)時(shí)，傳感器與基座也會(huì)產(chǎn)生相同的振動(dòng)。由于質(zhì)量塊的質(zhì)量相對(duì)較小，而彈簧的剛度相對(duì)很大，所以可認(rèn)為質(zhì)量塊的慣性很小。因此質(zhì)量塊感受到與傳感器基座相同的振動(dòng)，并受到與加速度方向相反的慣性力的作用。于是，質(zhì)量塊就有一正比于加速度的交變力作用在壓電片上，使其兩個(gè)表面產(chǎn)生

3、交變電荷。當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于傳感器的固有頻率時(shí)，傳感器的輸出電荷與作用力成正比，亦即與被測(cè)物的加速度成正比。由于PE傳感器的輸出量為電荷，因此其后端必須與電荷放大器或電壓放大器連接，才能將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)后級(jí)放大、濾波等調(diào)理電路即可送入示波器等設(shè)備。由于PE傳感器的輸出阻抗較高，易受輸出的電荷信號(hào)易受噪聲干擾，因此必須使用特殊的低噪聲電纜。IEPE加速度傳感器由于PE加速度傳感器有必須配接外部電荷放大器使用，并且信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中容易受干擾等一些缺點(diǎn)，因此出現(xiàn)了IEPE加速度傳感器。IEPE壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)原理如上圖所示，它其實(shí)就是將PE加速度傳感器所需的處理電

4、路集成到傳感器內(nèi)部，這樣就可以直接輸出一個(gè)高電平、低阻抗的電壓信號(hào)，也有一些IEPE傳感器可以輸出電流信號(hào)甚至是數(shù)字信號(hào)。它可以用普通的同軸電纜來(lái)輸出信號(hào)，并且不需要后續(xù)的放大電路，直接連至示波器等設(shè)備。但是，IEPE傳感器在將處理電路集成到內(nèi)部的同時(shí)，也帶來(lái)了一些問(wèn)題，下表顯示了這兩種加速度傳感器的主要特性區(qū)別。PE和IEPE加速度傳感器的比較比較項(xiàng)PE加速度傳感器IEPE加速度傳感器后級(jí)電路外部必須配接電荷放大器可直接與內(nèi)置恒流源的數(shù)據(jù)采集器連接輸出能力長(zhǎng)電纜（20米時(shí)）會(huì)引起高電容負(fù)載增加，從而引起電荷放大器噪聲增大低阻抗輸出，抗干擾能力強(qiáng)，可以進(jìn)行長(zhǎng)電纜輸出，而不致引起噪聲增加電纜必須使用特殊的低噪聲電纜可以使用普通的同軸電纜或扁平線安裝使用由于是高阻抗輸出，在安裝和使用時(shí)，要特別小心和注意保護(hù)安裝方便，使用簡(jiǎn)單量程可以通過(guò)調(diào)節(jié)電荷放大器/阻抗轉(zhuǎn)換器，來(lái)調(diào)節(jié)滿量程輸出，量程在傳感器內(nèi)已固定，不可調(diào)放電時(shí)間常數(shù)(影響頻率下限)可以通過(guò)調(diào)節(jié)電荷放大器/阻抗轉(zhuǎn)換器，來(lái)調(diào)節(jié)放電時(shí)間常數(shù)放電時(shí)間常數(shù)在傳感器內(nèi)已固定，不可調(diào)溫度范圍結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溫度范圍寬，高溫可達(dá)250（特殊設(shè)計(jì)的可達(dá)700）溫度范圍較窄，一般使用溫度125（特殊設(shè)計(jì)的175）可靠性電荷放大器遠(yuǎn)離被測(cè)物，測(cè)試環(huán)境對(duì)其影響?。粌?nèi)部