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我应该选哪个传感器呢?

Author VR中国办事处

最近,我们的一位客户就振动测试用加速计的选择提出了几个问题。

问题 1

对于如何根据要求的测试条件选择最佳类型的加速度计和灵敏度,是否有经验法则?比如,大多数测试是3G峰值正弦驻留和50G11mS经典冲击。对于这些测试条件,建议使用哪种类型和灵敏度加速度计呢?

当今市场上的加速度计品类繁多。规格根据量程、频率范围、温度范围等因素各不相同。在大多数测试环境中,我们建议使用带TEDS功能IEPE加速计。相比许多其它类型的加速度计,恒流源供电的IEPE加速度计能提供更加干净的信号。TEDS功能可以避免操作员的错误。如果加速计的灵敏度输入错误,对振动台来说可能会造成严重损坏。加速计上的TEDS芯片保存了测试所需的所有重要信息(校准日期、制造商、灵敏度、输出范围、型号等)。TEDS能确保正确输入连接到某个通道的加速计的灵敏度。

在振动测试应用中,加速度计最常见的灵敏度为100 mV/G和10 mV/G。普通的IEPE加速度计可输出±5V的信号。这意味着具有±5V输出的100 mV/G加速计的量程将为50 Gpk(5Vpk/100mV=50 Gpk),10 mV/G加速计的范围将为500 Gpk(5Vpk/10mV=500 Gpk)。这些加速计能够产生大于±5V的信号,但超过该值后,响应曲线不再是线性的,总的测量不确定度显著增加。

对于给出的测试条件,通常IEPE/TEDS 100 mV/G的加速度计可以用于低振幅(3 Gpk)正弦驻留测试;但对于冲击测试(50 Gpk)的试验条件, 10 mV/G的加速度计会比较合适。

问题 2

有没有关于最大加速度计电缆长度的经验法则?

简单地说,越短越好。振动测试系统中,加速度线缆是最容易损坏的部件之一,也是系统中常见的噪声源。电缆散落在地板上,刮擦,扭结,屏蔽层开始损坏。当屏蔽失效时,环境的辐射电噪声被引入线缆,并进入振动控制器的测量。这种噪声是环境噪声,因此控制器无法控制。控制器和放大器之间的驱动线不好的话,也会引起类似的噪音。最终,线缆的接地/屏蔽连接将失效,产生或测量的任何信号将没有实际参考价值,并可能对系统中的其他组件造成损坏。

这就是为什么VR在控制器和PC机之间使用千兆以太网连接的原因之一。这使得控制器可以安装在靠近功放和振动台的地方,操作电脑可以放在100米外的控制室中。较短的线缆(驱动线和加速计线缆)更易于维护,在需要更换时更具成本小,并且在确定哪个加速计连接到哪个通道的问题上,更加清晰明了。

最大长度取决于加速计和电缆的类型。例如,如果使用电荷型加速计,则加速计与电荷放大器之间的距离需要短一些。这些加速计输出的电压量级很低,任何从环境中吸收到电缆中的噪声都会引起信号的变化。对于IEPE加速计,信号与加速计的供电在同一根导线上传输。这意味着信号的功率更大,受变化的影响更小。随着电缆长度的增加,内在的阻抗和电容会发生变化。根据电缆类型和IEPE电源输出(2毫安对5毫安)的不同,对于绝缘良好的低电容直线电缆,最大长度可达上百米。连接多种电缆、在高电压线缆附近敷设电缆以及其它各种因素都会对信号产生影响,从而可能导致问题。

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