ICP加速度传感器

本文以比较常见的AD系列ICP加速度传感器为例,介绍了ICP传感器的原理,应用,选型,常用配置等.

ICP加速度传感器

AD系列ICP传感器是内装微型IC放大器的压电加速度传感器，它将传统的压电加速度传感器与电荷放大器集于一体，能直接和记录、显示和采集设备连接，简化了测试系统，提高了测试精度和可靠性。广泛应用于核爆炸、航空航天、铁路、桥梁、建筑、车船、机械、水利、电力、石油、化工、环保、地震等领域。

AD系列ICP 传感器主要特点如下：

1、结构合理，电路优化。主要元器件和插接件均为美国或台湾生产，精度高、噪音低、漂移小，确保产品质量稳定可靠。

2、输出可配长电缆而不影响测量精度。

3、输出可以直接用数字万用表、示波器或输出给数据采集器。

4、传感器为全封闭结构有效防尘、防潮、防有害气体。

AD系列ICP传感器内部是由压电加速度传感器和微型IC放大器组成。压电加速度传感器内部结构采用世界先进的隔离剪切结构；内部关键IC均为美国原装进口。传感器的输出具有两线联接特征；即传感器的信号输出和内置IC放大器所需的恒流激励为同一根线，另一根线为地线。传感器标配电缆为STYV-Ⅰ、和STYV-Ⅱ两款型号的低噪音电缆。

1、传感器型号后第一个T代表TOP，顶端输出，第二个T表示传感器的输出插接件为TNC形式，默认为L5输出。

2、传感器型号后J表示传感器为绝缘传感器。

输出接头为TNC或L5可选；对应频率响应分别为：5000Hz或12000Hz。

3、传感器型号后S表示传感器为侧端输出。

4、传感器标配为：

①、AD系列传感器每只传感器标配1.5米电缆、M5连接螺钉一个。

②、进口传感器标配输出插接件、英制连接螺钉一个。

5、传感器的其它共性技术参数：

①、横向灵敏度：≤5% ；典型值≤3%

②、输出偏压：8～12VDC

③、激励电压：18～30VDC 典型值：24VDC

④、恒定电流：2～10mA； 典型值：4mA

⑤、放电时间常数：≥0.2S

⑥、输出阻抗：<100Ω

⑦、安装力矩：约20 Kgf·cm (M5螺钉)

⑧、使用温度：-40~120℃

AD系列ICP加速度传感器有许多种规格，每种传感器都有其特别适用的场合。因此，为获得高保真的测试数据，需要用户根据自己的测试要求选择最适合的压电加速度传感器。通常加速度传感器的选用主要权衡因素有三点：重量、频率响应、和灵敏度。

传感器作为被测物体的附加重量，必然会影响其运动状态。如果传感器的的重量接近被测物体的动态质量，则被测物体的振动就会受到影响而明显减弱。特别是有些物体虽然其本身质量较大，但是传感器安装在其局部，例如一些薄壁结构，传感器的质量已经和被测物体的局部质量相近了，也会明显影响其局部的振动状况。因此要求传感器的被测质量Ma远小于传感器安装点的动态质量M。

由于传感器的质量的影响，会使被测构件的加速度a降低，因此其降低的加速度△a可用下式估算：△a=a[1-M/(M+Ma)]。

低频响应特性：传感器用户使用手册给出的下限频响为-10%的频响。ICP加速度传感器的低频响应特性主要有内藏IC芯片和传感器的基座应变、热释电效应等环境特性所决定。

高频响应特性：传感器用户使用手册给出的上限频响为+10%的频响，大约为传感器安装谐振频率的1/3。如果要求上限频率为+5%，则上限频率应用为传感器安装谐振频率的1/5。如果采用适当的修正系数，在更高频率范围内也可以获得可靠的测试数据。

灵敏度越高，系统信噪比就越大，而抗干扰能力和分辨率也就越好。但就特定结构的传感器而言，灵敏度越高，传感器的重量越高，量程和谐振频率越低。因此灵敏度受到重量、频率响应、和量程的制约。一般，用户在满足重量、频响和量程的情况下，应该选择灵敏度较大的传感器。这样可以降低信号调理器的增益，提高系统的信噪比。

安装：以单轴传感器为例，下图分别为顶端和侧端传感器图例：

安装时传感器安装面应与被测件振轴垂直，安装表面要平整清洁（不平度应小于0.01mm），为改善传感器和被测件耦合，可涂些清洁硅脂。

①螺钉连接：AD系列传感器都附有安装螺钉，一般传感器均为M5标准螺钉，长8mm，以高强度结构钢制作；较大较重的传感器以M8×1，长8mm。传感器基座连接面必须和被测物联接紧密可靠。M5安装螺钉安装力矩建议为20kg·cm左右。

②磁力安装座连接：公司生产的磁力安装座分对地绝缘和不绝缘两类，连接螺钉有公制M5和英制1/4英寸两种多个规格（详见网站传感器附件）。磁力吸座是在被测物不方便打安装螺纹孔时使用。其安装面要求与被测振轴垂直，且平整，光洁，并且是吸力较强的铁磁性材料。由于非刚性连接。只能测1500m/s2下的加速度和10kHz以下的谐振频率

③胶粘剂粘接：胶结面应按照清洗工艺清洁。对大加速度和高频信号要计算胶结强度后使用，以免造成被测数据失真。

具体使用情况参照下图：

线缆连接:将传感器的同轴电缆连接到信号调理器输入端。

打开信号调理器，预热15分钟。

信号调理器的输出端可以直接连接到各种记录仪表、显示仪表或数据采集系统。

对被测物体施加激励进行测试和数据采集。

为保证保证测量精度和信号质量应监控信号调理器输出电压，保证其输出有效值不得超过5V.

① 安装螺钉            1个

② 输出同轴电缆1.5米   1条

③ 用户手册            1份

④ 检定证书            1份

⑤ 产品专用包装盒      1个

⑥ 装箱清单            1份

三轴向传感器第二项指标提供三份

根据用户使用需要我们可以有偿提供如下可选附件

①M5/BNC连接电缆除两米外还有：5米、10米、50米等规格。

②M5转换接头：可以将两条电缆连接起来组成任意长度电缆。

③磁力安装座：在不适宜打安装孔的场合例如电厂设备或精密机床可以用磁力安装座固定。