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正确理解ICP®传感器偏置电压的意义

来源:未知 发布时间:2019-09-04热度:

  大家应该都知道ICP®传感器通常需要恒流源提供2-20mA,18-30VDC的直流供电。对于大多数应用,一般2-4mA的恒流就足够了。但是对于一些特殊应用,比如电缆长度大于30米,高频100kHz以上,则需要更高的电流来避免高频的衰减。(对于这些规格要求,我们会在以后跟大家分享“ICP®传感器驱动长电缆的参考计算图表”,敬请期待。)

PCB振动传感器


        ***先,请不要将直流电压源或万用表直接加载在ICP®传感器上。如果将这些直流电源直接作用在ICP®传感器上,则可能由于没有电流限制,损坏传感器内部的电路。此外,ICP®传感器跟传统的高阻抗电荷输出型加速度计不一样,使用万用表测量接头管脚处和地之间的阻抗不会提供任何有意义的信息。如果需要这些信息请咨询厂家,避免损坏ICP®传感器内部的电子电路。

  检验ICP®传感器是否正常,可以将传感器连接到PCB®的信号适调仪上面,这个适调仪内部具有一个完整的仪表可以监测传感器的偏置电压或者有些新产品会有LED指示灯显示偏置电压的状态。

  当ICP®传感器通过一根普通的电缆(非低噪音电缆)连接到PCB®的恒流源供电模块时,适调仪上面的电压表会显示传感器正常的偏置电压9-13V(中间绿色区域),或者对于一些特殊的地震型,低温型或某些低噪声型号如106B系列的声压传感器,会显示3-8V(绿色偏低,偏左;或靠近红色区域),或者对于一些内置增益电路的传感器会显示14-17V(绿色偏高位,偏右)。

  对于各种传感器的偏置电压和电缆连接,万用表DMM的颜色编码表的读数显示如下:

万用表DMM的颜色编码表的读数显示

  安装新的电缆(或者移除旧的电缆,使用万用表检查电缆两端的芯和屏蔽)。确保当连接电缆到传感器时,旋转电缆中间浮动的接头而不是旋转传感器。旋转传感器可能使传感器接头中心的针拧断造成短路,或者电缆接头中心的针卡进去,旋转后会与线路撕裂导致“开路”。

  带有颜色编码仪表盘的功能

带有颜色编码仪表盘的功能

  万用表监控可以告诉我们,正常或有故障的ICP®传感器的显示:

  ● 供电电压VE

  ● 传感器是否开启(偏置电压VB

  ● 短路

  ● 开路

  ● 连接不稳定

  电压表电位计位置代表

  1. 无电池,电缆/接头/IC电路短路

  2. 低偏置电压ICP®传感器的正常数度(地震,低温,或声压传感器106B系列)

  3. 对于大多数ICP®传感器的正常数度(8-12V偏置电压)

  4. 高偏置电压ICP®传感器的正常读数(传感器内部有增益)

  5. 电缆,接头,ICP®传感器开路或者表示没有连接ICP®传感器

  6. 指针“来回跳动”表示连接不稳定

  当连接ICP®传感器时,指针指示1,2,3或4也可能表示供电电源下降。请按压“自测self test”检查正常的供电电压。(适用于电池供电型信号适调仪)。

  ICP®传感器可能没开启的原因:

  ● ICP®传感器没有连接到恒流电源模块。无意中,您可能将电荷输出型的传感器连接到ICP®供电模块上或者ICP®传感器连接到电荷放大器上,并且这个放大器不是带ICP®输入的双模式的电荷放大器。

  ● 供电单元没有打开(信号不能通过,但是有很高的衰减).

  ● 使用不正确的电源。ICP®传感器一般需要+18 to +30V DC ,2-20 mA的恒流源。请咨询相关制造商关于具体型号的正确的供电电压和电流。

  ● 如果使用电池供电模块,它的供电电压可能会下降到低于传感器的偏置电压,请使用“电池检测”功能。ICP®传感器正向摆动的电压是从偏置电压到供电电压。负向摆动电压是从传感器偏置电压到大约2V。请记住,低供电电压会限制传感器的正向摆动电压和动态工作量程。

  ● 具有高偏置电压的ICP®传感器接受的供电激励电压太低。一些特殊的ICP®传感器具有增益,它的偏置电压可能为15V或更高。当连接到低于15V,2-4mA供电单元时,传感器可能不能开启。这也是早期FFT分析仪内置15V,2mA的“ICP®输入”常见的问题。

  ● 大多数使ICP®传感器不能开启的原因是传感器到供电单元的输入电缆的“开路”或者“短路”。电缆接头一般具有短的寿命,并且经常被认为是消耗品。

  ● 一些ICP®传感器具有扩展的低频响应(例如较长的放电时间常数)和电压过载保护可能会造成较长的启动时间,例如地震型加速度计,高量程的压力和力传感器。连接电源后,请等待几分钟再确认传感器是否已经启动。现代大多数动态传感器的外壳都是激光焊接密封和玻璃烧结接头。过老的或非激光焊接密封的传感器表现出来的问题可能是阻抗下降使偏置电压无法开启(例如如果传感器长时间没有使用),可能需要在225° F度的烤箱中过夜放置一晚上(或者在低一点的温度下,如果传感器具有更低的温度限制),然后再重新确认偏置电压的启动。

  ● 传感器的微电子电路可能会由于直接将电压施加在输入端上已经造成损坏;超过100V以上的测量信号输入到IC电路中;或者可能由于ESD。

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