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为什么一些IEPE传感器指定“激励电压”?



硬件: Modular Instruments>>Dynamic Signal Acquisition and Analysis (DSA)

问题: IEPE或者ICP设备通常要求恒定电流激励(i.e. 2 to 20mA)用作源。为什么一些传感器也指定了激励电压?它与NI的IEPE产品指标里的的兼容电压有什么关系么?

解答:

简而言之,传感器的激励电压一定小于或者等于兼容电压,兼容电压确定了传感器的满量程测量范围。 

NI的兼容电压代表了“当IEPE保持其恒定电流输出的时候,所能提供的最大的电压降”IEPE电路的联合电压降是[1]传感器产生的信号, [2] 传感器产生的偏置电压和[3] 所有输入通道处看过去等效的共模电压(注意: 这个共模电压不包括漏激励电流通过50ohm电阻产生的电压降。 )之和。  例如,PXI-446x兼容电压描述如下:



传感器制造商使用的激励电压是指“你的激励电流需要能够在这么多的压差情况下提供恒定电流。”IEPE传感器的管脚的总压差通常是输出偏置电压和输出信号之和。例如,下面是针对PCB加速度模块 352C03的规范说明。



如你所见,输出偏压可以高达12V,输出信号可以高达5V。这个传感器可能会有高达17V的压降,所以它定义其最小激励电压为18V。

*注意: 输出偏压是在每一个传感器中使用的IC的功能,不是激励电流的作用。一个2mA激励电流和一个10mA的激励电流,偏置电压一样大。

**注意: 30VDC的“激励电压”上限规范是为选择外部电流源的用户参考的裕量术语。对于使用来说,我们对满足最小激励电压规范感兴趣。

接下来的问题是,传感器的激励电压规范是否超出了NI设备的兼容电压规范?答案取决于你准备测试的信号水平。

如果使用传感器的满量程来测量信号,那么你的信号可能使测量设备的输入通道饱和,从而发生截断。如果你使用较小量程进行测试时,只要输出偏置电压加上峰值信号电压再加上任何共模电压(通常是非常小的共模噪声)比设备的兼容电压小,那么你就可以在传感器和测试设备可接受的范围内进行操作。

PCB 有文档讲述了“激励电压对ICP传感器动态范围的影响” (查看相关链接)

传感器/设备冲突的一个典型例子就是NI 9234和PCB的三轴加速度传感器,型号是356A32。这个加速度计的输出偏置电压已经达到17V,很容易超出19V的兼容电压。对于精确测量来说,仅留下了2V的的可用输入范围。



相关链接: PCB Piezotronics: Signal Conditioning Basics for ICP and Charge Output Accelerometers
PCB Piezotronics: Model 356A32
Products and Services: NI 446X Specifications

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报告日期: 04/14/2009
最近更新: 01/26/2010
文档编号: 4WDE2H7E