工程单位(EU, Engineering Unit)和单位校正-第一次加速度检测器第1部分-

通常，可以输入到分析设备 (如FFT分析器) 的信号是电压信号。

测量加速度、速度、力、声压等物理量时，使用将这些物理量转换为电压的检测器 (传感器) 。例如，如果有一个加速度检测器输出与加速度大小 (m/s2) 成比例的电压信号，则可以使用该比例系数 (灵敏度) 将测量的电压值转换为加速度并显示它。

从这时起，我们将介绍使用各种探测器 (传感器) 和放大器时设置分析设备的方法。

下面介绍前置放大器内置型加速度检测器。

FFT分析仪等分析装置通常具有将上述电压值单位换算为物理量的功能，称为单位校正功能。另外，将此时的物理量单位一般化后称为工学单位(欧盟，工程部)。在单位校准功能的说明中，出现了工学单位 (EU)这一用语。在实际使用时，如果要测量振动的加速度，我认为通过将“EU”替换为“m/s2” (每秒每秒米) 很容易理解。测量速度时，将其替换为“m/s” (米/秒) 等，如果测量力，则将其替换为“N” (牛顿) 等。

什么是前置放大器加速度检测器?

使用压电元件的加速度检测器使用的压电元件输出的信号是电荷信号。由于该信号无法直接输入电压输入型分析装置，因此使用被称为电荷放大器的放大器，将电荷信号转换为电压信号。

前置放大器内置型加速度检测器是在检测器内部内置相当于电荷放大器的电路，从检测器输出电压信号。要使用这种类型的加速度检测器，必须为内置前置放大器供电。本公司的NP-3000系列加速度检测器等使用被称为“ CCLD ”的电源供给方式。

CCLD是恒流驱动 (Constant Current Line Drive) 系统，检测器和放大器/分析设备之间的连接使用2线式普通电缆，如同轴电缆。检测器、解析装置厂商将其称为IEPE、ICP等名称、注册商标，但采用相同方式。

CCLD加速度检测器可直接连接到支持CCLD的分析设备 (图1) 。连接不支持CCLD的分析设备，数据记录器，示波器等时，需要支持CCLD系统 (可以为检测器供电) 的传感器放大器等。

前置放大器内置型加速度检测器与CCLD对应分析装置连接时

本文介绍将前置放大器内置型加速度检测器 (本公司NP-3000系列等) 连接至本公司FFT分析器CF-7200/7200A、CF-4500或DS-2000、DS-3000系列多通道数据站时的设置步骤。

通过加速度检测器的出厂特性表和试验成绩书确认电压灵敏度。如果电压灵敏度为9.75 mV/ (m/s2)，则当检测到1 m/s2的加速度时，探测器将输出9.75 mV (0.00975V) 的电压。

在分析器的单位校正功能中，如果可以选择“EU/V”和“V/EU”作为要设置的EU值的单位，请选择“V/EU”。如果将“EU”替换为m/s2,则表示您选择以V/ (m/s2) 为单位设置电压灵敏度。如果探测器的灵敏度为9.75 mV/ (m/s2)，则将单位换算为V (伏特) 并输入0.00975。

如果分析器的单位校准功能只能以“EU/V”为单位设置数值，则将0.00975的倒数设置为102.56 (m/s2) /V。

同时，打开分析器的CCLD功能。

以下是本公司产品的设置步骤。本节介绍将检测器连接到CH1时的操作方法。如果连接了其它通道的探测器，请执行相同的设置。

我觉得其他的解析装置也可以进行同样的设定。如果没有单位校准功能，则可以根据测量得到的电压值和电压灵敏度 (检测到1m/s2的加速度时输出多少V) 值计算加速度值。

• 如何设置 FFT 分析仪 CF-7200/7200A 和 CF-4500。
  -1. 将检测器连接到 FFT 分析仪，然后开启 CCLD 功能（为检测器供电的功能）。如果检测器被移除或电缆断开，“断开检测功能”将启动，CCLD 将关闭。在这种情况下，请重新连接检测器并再次开启 CCLD。
  -2.将“m/s2”设置为要在Y轴上显示的单位名称。本机型无法输入上标的“2”，请输入普通的“2”。
  
  -3.以V/EU设置电压灵敏度。电压灵敏度以mV单位记载时，设定换算为V (伏特) 单位的值。
  
  -4.要打开单位校正功能，请将“Y EU ON”设置为ON。
  
  如果FFT分析器处于停止状态，则对这些设置所做的更改不会影响显示的数据。这些设置将在下次开始测量时生效。
  ※CF-4500为1ch FFT分析器，无CH1/CH2层级。

• DS-0221FFT分析、DS-0250吞吐量磁盘设置方法
  -1.要打开CCLD功能 (为检测器供电的功能)，请使用 [输入菜单] → [电压范围设置]，然后在电压范围设置对话框中将输入源设置为传感器 (4.0 mA) 。另外，检测器的CCLD (驱动电源) 规格最大为2 mA时，设置为Sensor (2.0 mA) 。
  -2.要设定单位校准功能，操作 [输入菜单] →[单位，校对]，在单位・校对对话框中，打开校准，在单位名称中输入“m/s2”，在物理值 (EU值) 中输入电压灵敏度，校准值的设定选择“V/EU”。

• 如何配置 DS-3000 ESUFEEL
  -1. 连接探测器后，进入【输入/输出设置菜单】→【输入设置】，在“输入条件设置”对话框中启用 CCLD。启用此设置后，探测器将获得 4 mA 的电源。如果移除探测器或断开电缆连接，“断开检测功能”将启动，CCLD 将关闭。此时，请重新连接探测器并再次启用 CCLD。
  -2.要设置单位校准功能，请操作 [输入输出设置菜单] → [单位校准设置]，在校准设置对话框中，打开EU,单位名称输入“m/s2”，EU值输入电压灵敏度，EU类型选择“V/EU”。也可以从下拉列表中选择单位名称。

前置放大器内置型加速度检测器与传感器放大器连接时 (之一)

如果FFT分析器、数据记录器、示波器等分析设备不支持CCLD,请在检测器和分析设备之间连接传感器放大器。

传感器放大器如本公司SR-2200/2210、PS-1300等，是设定增益(×1、×10、+0 dB、+20 dB等)的型号时，通过分析装置的单位校正功能，设定检测器的电压灵敏度 (单位为V/ (m/s2) ) 乘以增益倍率的值。如果增益以分贝值表示，+0 dB等于1倍，+10 dB等于3.16倍，+20 dB等于10倍，+10 dB等于31.6倍。

除不打开CCLD外，分析器的设置与上一节相同。

表1通过倍率指定增益时EU值的换算

表2以分贝指定增益时的EU值换算

前置放大器内置型加速度检测器与传感器放大器连接时 (之2)

连接像本公司的AU-2100那样可以设定检测器的电压灵敏度 (输入灵敏度)、输出灵敏度 (输出范围) 与输入灵敏度分开设定的传感器放大器时，将传感器放大器的输出灵敏度 (输出范围) 中设定的值设定为分析装置的单位校正功能。

如图4所示，使用多个检测器时，每个检测器的电压灵敏度都不同。使用这种类型的传感器放大器的话，可以将输出范围统一为相同的值。另外，本公司AU-2100是1通道用的，所以使用3个检测器的情况下需要3台AU-2100。

图4传感器放大器的输入灵敏度和输出范围

本公司AU-2100检测器的电压灵敏度设定为10 mV/ (m/s2) 时，可选择表3所示的输出范围值。输出范围值的单位为“EU/V”，因此在分析装置的单位校正功能中选择“EU/V”，直接设定输出范围值。如果选择“V/EU”，则计算输出范围值的倒数并设置该值。

表3输出量程值和通过单位校正功能设置的EU值

如果传感器放大器的输出灵敏度 (输出范围) 以V/ (m/s2) 的单位 (V/EU) 表示，请在分析装置的单位校准中选择“V/EU”，并将输出范围的值设置为EU值。

当传感器放大器可以输出校正电信号时，通常使用该电信号进行单位校正，但我们将在下次介绍该程序。

总结

本次介绍了使用前置放大器内置型加速度检测器时，在分析装置中设定出厂特性表等中所写的电压灵敏度的步骤。

从下一次开始，我们将依次介绍电荷输出型加速度检测器的单位校正程序，传感器放大器的校正信号和使用振动校正器的单位校正程序。

(摘自2013年10月18日发行的电子邮件杂志)