工程单位(EU, Engineering Unit)和单位校正-第2部分加速度检测器的情况2-

通常，可以输入到分析器 (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的大小(m/s2)成比例的电压信号，则可以使用比例系数(灵敏度)将测量的电压值转换为加速度并显示。

本系列将介绍使用各种检测器(传感器)和放大器时的分析装置设置方法，上次我们介绍了前置放大器内置型加速度检测器。

这次，我将介绍电荷输出型加速度检测器。

电荷输出型加速度检测器和前置放大器内置型加速度检测器

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。这种输出电荷信号类型的检测器称为电荷输出型加速度检测器。该信号无法直接连接电压输入型的分析装置，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。本公司的NP-2000系列加速度检测器是电荷输出型加速度检测器。

内置前置放大器的加速度检测器 (电压输出型加速度检测器)是在检测器内部内置相当于充电放大器的电路，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采用“CCLD”供电方式的前置放大器加速度检测器。

前置放大器内置型加速度检测器不需要充电放大器，操作方便，但由于内置放大器，最大使用加速度较小，使用温度范围也较窄。在冲击试验等中施加大加速度(例如2000 m/s2以上)时，或在高温环境(例如100°C以上)下使用时，使用电荷输出型加速度检测器。

图1表示上次介绍的内置前置放大器加速度检测器的连接示例。图2和图3是电荷输出型加速度检测器的连接示例。图2为使用本公司CH-6130/6140等称为电荷转换器的小型电荷放大器的连接示例。电荷转换器是由CCLD电源供电的BNC插头稍大的电荷放大器，安装在CCLD兼容分析装置的输入连接器上使用。图3为使用本公司CH-1200A等充电放大器的连接示例。

使用电荷输出型加速度检测器和电荷转换器时的设定步骤

电荷输出型加速度检测器 (本公司NP-2000系列等)
我们的FFT分析器CF-7200/7200A、CF-4500 (本公司CH-6130/6140等)
或DS-2000、DS-3000系列多通道数据站时的安装
介绍固定步骤。

通过加速度检测器的出厂特性表和试验成绩书确认电荷灵敏度。如果电压灵敏度为0.307pC/ (m/s2)，则当检测到1 m/s2的加速度时，探测器将输出0.307pC (微微库仑) 电荷。

此外，请查看充电转换器规格和测试结果。从表1可以看出，CH-6140是输出10 mV的1 pC电荷的放大器。

表1电荷转换器的规格 (部分摘录)

加速度检测器和电荷转换器的总电压灵敏度等于加速度检测器的电荷灵敏度乘以电荷转换器的增益，在以下示例中为3.07 mV/ (m/s2) 。

<计算示例>：

加速度检测器的电荷灵敏度:0.307 pC/ (m/s2)
电荷转换器的增益10 mV/pC
合成电压灵敏度0.307×10=3.07 mV/ (m/s2)

当加速度检测器和电荷转换器组合使用时，电荷转换器的最大输出电压限制最大使用加速度。由于最大输出电压峰值为10Vp-p,零峰值为5 V0-p,因此最大使用加速度除以合成的电压灵敏度，在以下示例中为1629 m/s2。

<计算示例>：
综合电压灵敏度：3.07 mV/(m/s²)
最大输出电压：10 Vp-p (5 V0-p)
最大工作加速度 5 V ÷ 3.07 mV = 1629 m/s²

设置分析设备灵敏度的方法与内置前置放大器的加速度检测器相同。由于电荷转换器需要CCLD供电，因此请打开分析器的CCLD功能。

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。合成的灵敏度为3.07 mV/ (m/s2) 时，输入换算为V (伏特) 的0.00307。

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0.00307的倒数设置为325.73 (m/s2) /V。

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，则可以通过测量得到的电压值和检测到电压灵敏度 (1m/s2) 的加速度时输出的V值来计算加速度值。

FFT分析器CF-7200/7200A、CF-4500的设置方法

1. 将检测器连接到 FFT 分析仪后，打开 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重新打开 CCLD。
2. 将“m/s2”设置为要在Y轴上显示的单位名称。本机无法输入上标的“2”
   ，请输入普通的“2”。
3. 设置电压灵敏度 (V/EU) 。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是1ch FFT分析器，因此没有CH1/CH2层级。

DS-0221FFT分析，如何在DS-0250吞吐量磁盘上进行配置

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. 要设置单位校准功能，请操作 [输入菜单] →[单位，校对]，在单位和校准对话框中，打开校准，为单位名称输入“m/s2”，为物理值 (EU值) 输入电压灵敏度，为校准值的设置选择“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。

电荷输出型加速度检测器与电荷放大器连接时的设定步骤

本公司的CH-1200A等电荷放大器可以分别设定检测器的电荷灵敏度 (输入灵敏度) 和输出灵敏度 (输出范围) 。

如果使用这种类型的电荷放大器，请将探测器的电荷灵敏度设置为电荷放大器的输入灵敏度。另外，将从充电放大器输出的电压信号的大小设定为输出灵敏度 (输出范围) 。在分析装置的单位校正功能中，设定电荷放大器的输出灵敏度 (输出范围) 的值。

对于本公司的CH-1200,当检测器的电荷灵敏度设定为0.307 pC/ (m/s2) 时，可以选择表2所示的输出范围值。输出范围值的单位为“mV/EU”，因此在分析装置的单位校正功能中选择“V/EU”，将输出范围值换算为“V”后进行设定。

表2通过单位校准功能设置的输出范围值和EU值

使用输出灵敏度 (输出范围) 以 (m/s2) /V的单位 (EU/V) 表示的充电放大器时，在分析装置的单位校准中选择“EU/V”，将输出范围的值设定为EU值。

总结

上次介绍了前置放大器内置型加速度检测器，这次介绍了电荷输出型加速度检测器，根据各自的出厂特性表等上写的灵敏度值设置分析装置的顺序。

关于加速度检测器的单位校正方法，除了上次和这次介绍的方法之外，还有使用振动校正器的方法。振动校正器是以预先确定的尺寸 (本公司VX-1100为10m/s2) 振动的装置。使用振动校正器的话，可以进行加速度检测器等的单位校正和动作确认。

下次我们将介绍使用振动校正器校正加速度检测器的单位的方法。

(摘自2013年12月19日发行的电子邮件杂志)