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PE型加速度傳感器和IEPE型加速度傳感器比較
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/8/27

  PE型以及IEPE型加速度傳感器有什么區(qū)別?我們在選擇的時(shí)候到時(shí)是使用高阻抗PE型壓電傳感器還是使用帶集成電路的IEPE傳感器呢?這個(gè)是我們應(yīng)用工程師被問到的最普遍問題。除了決定性的關(guān)鍵因素,也就是說加速度傳感器的使用溫度范圍, 這里還有四個(gè)重要因素值得謹(jǐn)慎考慮。這樣也為大家選型做一個(gè)知識(shí)的普及。

  第一點(diǎn)事測試環(huán)境,對于任何類型的測試系統(tǒng),為了達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo),測試鏈中的每一個(gè)部件(傳感器、電纜及放大器)都必須保持干凈及干燥。例如,如果有水在連接器內(nèi),那么無論P(yáng)E或IEPE測試系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)故障。然而,PE傳感器由于它的高阻抗本性,它對外部環(huán)境的污染特別敏感。這個(gè)就要求對系統(tǒng)更加細(xì)致的日常維護(hù)。對于高度潮濕及污染的測試環(huán)境,低阻抗的IEPE傳感器具有明顯的優(yōu)勢,于是對于高度潮濕及污染的測試環(huán)境,低阻抗的IEPE傳感器具有明顯的優(yōu)勢。

  第二點(diǎn)是是長電纜使用,基于PE加速度傳感器的測試系統(tǒng), 信噪比是傳感器和電荷放大器之間電容總量(和電纜長度成正比)的一個(gè)函數(shù)。實(shí)際測試中在傳感器和電荷放大器之間需要使用長電纜(超過61米)時(shí),兩點(diǎn)需要考慮:首先是對于一個(gè)典型的電荷放大器,因?yàn)殡娎|帶來的6000pF額外電容會(huì)使放大器的本底噪音增加4倍。盡管電纜長度和放大器噪音不是線性關(guān)系,電纜長度少于15米帶來的噪音通?梢院雎圆挥(jì)。其次是使用很長的電纜時(shí),降噪處理的電纜和普通同軸電纜在成本上有很大的差異。電纜長度少于15米帶來的噪音通?梢院雎圆挥(jì)。

  第三點(diǎn)是彈性的測試范圍,基于PE加速度傳感器的測試系統(tǒng)有一個(gè)長期存在的優(yōu)勢就是可以改變測試的動(dòng)態(tài)范圍,在典型的沖擊與振動(dòng)測試中,測試范圍一般是未知的。在測試儀器選擇及設(shè)置過程中,測試工程師通常根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)預(yù)估所需的最大測試范圍,根據(jù)這個(gè)最大范圍再乘以一個(gè)安全因子得到傳感器所需的測試范圍。使用IEPE加速度傳感器時(shí),如果加速度峰值超過了工程師的預(yù)估值, 那么部分加速度輸出信號(hào)可能會(huì)出現(xiàn)限幅,因?yàn)镮EPE傳感器的滿量程范圍(額定的最大輸出振幅)在出廠時(shí)已經(jīng)被固定了。工程師除了換用更大量程的傳感器外沒有別的選擇。PE傳感器的測試系統(tǒng)可以調(diào)整測試的動(dòng)態(tài)范圍 另一方面,使用PE傳感器和外部電荷放大器時(shí),工程師可以通過調(diào)整外部電荷放大器來調(diào)整滿量程范圍, 這樣就不需要更換傳感器即可繼續(xù)進(jìn)行測試。這個(gè)是因?yàn)榇蟛糠諴E加速度傳感器都具備大于120dB的動(dòng)態(tài)范圍。使用外部電荷放大器時(shí), 用戶可以對任何給定的測試進(jìn)行彈性調(diào)整測試范圍。

  第四點(diǎn)是耐久性,考慮下面兩個(gè)情景---兩個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)完全一樣的壓電加速度傳感器,一個(gè)帶有集成電路(IEPE),另外一個(gè)沒有(PE)。不用否認(rèn)PE傳感器因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單,在平均故障間隔時(shí)間上得分要比IEPE高。在極端環(huán)境條件下這個(gè)特性就比較突出。在許多環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)用中,加速度傳感器通常也在測試試驗(yàn)箱里面,傳感器也需要經(jīng)歷和測試物體一樣的熱循環(huán)及動(dòng)態(tài)曲線。如果是一個(gè)IEPE加速度傳感器使用在這種條件下,內(nèi)部的放大器及晶體都要一直經(jīng)受試驗(yàn)箱一樣的條件。如果使用PE加速度傳感器, 相反地,電荷放大器可以安置在試驗(yàn)箱外面,也就是室溫條件,這樣它可以最小化放大器的不必要應(yīng)力。因此可以說在某些條件下, PE 加速度傳感器比IEPE加速度傳感器更加耐用。
在某些條件下, PE加速度傳感器比IEPE加速度傳感器更加耐用而且PE傳感器可以在更高溫度下使用。此外,所有的電子元件,包括IEPE傳感器內(nèi)部的放大器,對ESD 非常敏感。在非常干燥的環(huán)境下, 如果沒有進(jìn)行ESD防護(hù),ESD把IEPE傳感器的電路燒壞并不困難。然而,對于PE加速度傳感器對ESD不敏感,這是它的本性。很多情形是:在某一方面某種設(shè)計(jì)的加速度傳感器比其它加速度傳感器更加適合。所以在選擇PE和IEPE傳感器時(shí),非常有必要考慮所有的優(yōu)勢及劣勢。如果有疑問,我們經(jīng)驗(yàn)豐富的應(yīng)用工程師會(huì)根據(jù)具體應(yīng)用幫助你選擇正確的型號(hào)。

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