IEPE 型振动加速度传感器产品使用说明书|传感器|使用说明书|信号|元件|振动加速度|电容|阻抗

1、概述

内装 IEPE 简称 IC 压电式加速度传感器是国际上新兴的机电一体化的测量传感器。敏感件系利用压电晶体的正压电效应输出的高阻电荷量，经内部集成电路变换后输出一与机械量成正比的低阻电压信号，直接进入读数、显示、记录仪表。由于其体积小、刚度大、频响宽、灵敏度高、环境特性宽、能耗极小、使用方便等一系列优点，在振动与冲击的领域里得到非常广泛的应用。内装电路形式的压电传感器，是将阻抗变换电路封装在传感器刚性壳体内，与国际上的内置 IEPE（ICP）传感器及恒流源适配前置器均能互相兼容。除了能带来使用方便、操作简化的优越性外，还有如下优点：

▲低阻抗（＜100Ω）允许在恶劣环境中使用超长电缆传输信号；

▲偏置电压值在工作温度范围内的温漂及传感器冲击零漂均很小；

▲作为二线制系统，能适配通用的廉价的同轴电缆或双线电缆；

▲低阻抗的电压输出（±5V）与通用的读数、记录、处理仪器相兼容匹配；

▲大大减少对测试系统的维护要求。

2、电路原理

典型的压电式内装电路加速度传感器是在传统的压电加速度传感器电荷输出端接有一个以场效应管为核心的 IC 电路，其输出和恒流源供电线同是一根线，即在一个直流量级的基础上叠加一交流（振动）信号，其原理如图：

当一个被测加速度量经惯性元件加力于压电元件两端便会产生的电荷量为△Q，如压电元件的两端电容为 C，则压电元件两端便会产生一开路电压△V，由静电学定律可得三个量之间的关系为：

△ V = △Q / C

由于电容值很小，故容抗很大，且电压△V 和电荷△Q 都是高阻抗信号，当传感器是带有内装电路的加速度传感器时，高阻抗的电压或电荷信号经内装电路变换可获得低阻抗的电压信号，其低阻信号输出可直接进入各类三次仪表进行读数或记录，如特殊处理，内装电路还可具备增益，滤波及自校等功能。上述电路原理实际上是一个高阻的电压变

换电路。由于偏置量级的存在，其输出是一带有直流电压的动态信号，即输出一高量级约11±2VDC,其加速度信号是一叠加在直流上的交流信号，如果用户不需要此直流时可用C 耦电容隔去直流成份。对于有低供电要求的用户，则需降低输出幅度。

3、使用方法及注意事项

下图为系统接线方框，如接有交流耦合电容隔去直流成分，需考虑与后续仪表的输入阻抗构成一个无源低通滤波器，通常推荐 C 耦为 10μF，若后续仪器的输入阻抗为 1MΩ，则时间常数为 10 秒，不会影响传感器的低频响应。

1.1. 扬州熙源电子科技有限公司二线制 IEPE 产品，禁止用直流电源直接施加供电，一定要经恒流源供电，否则易损坏内部元件，造成无输出。提请注意。

1.2. 由于传感器里有内置电路，不允许用高电压测试传感器的芯与外壳之间的绝缘电阻，这样做极易使传感器击穿损坏。请用户切记，否则损坏不予调换。简易的判别方法为：用万用表的 R 档测试即可，正向约几十 KΩ ~ 100KΩ，反向无穷大。也可检测偏置电压正常与否来判断传感器。

1.3.

内装电路的加速度传感器的电压灵敏度与量程（测量范围）有关，可参照如下公式来确定：量程=5V/传感器灵敏度例如选用高灵敏度传感器，其量程必然减少，请用户选用时兼顾考虑，防止过载。传感器本身耐冲击值（不供电）较高。

1.4.

长距离传输信号应考虑电流的匹配，推荐计算电缆长度公式如下（供参考）：

I = 2πVfC

10 9

或 f = -------------