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关于测量的常见问题——25讲“电荷输出型加速度检测器和电荷放大器”

本测量专栏收集了您经常向我们的客户咨询室询问的问题,并介绍了答案。

本公司经营的加速度检测器有前置放大器内置型加速度检测器和电荷输出型加速度检测器两种。由于电荷输出型加速度检测器没有内置前置放大器,因此适用于冲撞、跌落试验等冲击性振动的测量和高温域的振动测量。使用FFT分析器或数据站等分析装置分析电荷输出型加速度检测器的电荷信号输出时,通过电荷放大器或电荷转换器转换为电压信号后输入分析装置。

电荷放大器是将电荷输出型加速度检测器的电荷信号输出转换为电压信号的放大器。典型的电荷放大器可以设置加速度检测器的灵敏度,并且可以独立于检测器灵敏度设置输出灵敏度 (范围) 。另外,也有具备LPF、HPF和加速度信号的积分功能的。

关于充电放大器和分析装置的设定

我们的 CH-1200A 电荷放大器利用加速度检测器的灵敏度(参量部分和乘法部分)和测距功能
您可以设置输出灵敏度。按下 CH-1200A 上的 [SENS/RNG] 键,即可访问以下两个设置。
模式将切换。

  1. 敏感度设置模式。模式显示器上的pC/EU亮起。
  2. 范围 (输出灵敏度) 设置模式。模式显示区域中的mV/EU亮起。

在灵敏度设置模式下,设置连接到CH-1200A的电荷输出型加速度探测器的灵敏度
(pC/ (m/s2) ) 。可在参数部分中设置的值为1.00~9.99。可在乘数部分中设置的值为0.01、0.10、1.00、10.0和100。因此,请根据加速度检测器的灵敏度将参数部分和乘数部分分开设置。

范围 (输出灵敏度) 设置模式设置从CH-1200A输出的信号的范围 (输出灵敏度) 。将CH-1200A的输出输入分析器时,请根据范围 (输出灵敏度) 设置分析器的单位校准 (EU) 功能。加速度检测器本身的灵敏度无关紧要。

敝公司的电荷放大器CH-1200A可设定的范围 (输出灵敏度) 等如表1所示。
另外,可选择的范围 (输出灵敏度)
受设定的加速度检测器灵敏度乘数部分的值限制。

CH-1200A的最大输出电压为±10 V,最大测量加速度取决于量程 (输出灵敏度) 。对于1.00 mV/ (m/s2) 范围,1 m/s2输出1 mV, 1万 m/s2为10 V,最大测量加速度为1万 m/s2。敝公司旧产品CH-1200、CH-1100的最大输出电压为±5 V,因此最大测量加速度仅为表1的一半。

在解析装置的单位校正中,设定单位名和EU值等。单位名称为m/s2, EU类型为V/EU。范围 (输出灵敏度) 为1.00 mV/ (m/s2) 范围时,将mV转换为V后的0.00100设定为EU值。

表1电荷放大器CH-1200A的量程 (输出灵敏度) 和分析装置的单位校正设定

充电放大器范围 (输出灵敏度) 分析设备的单位校准设置
显示范围 输出灵敏度 最大测量加速度 单位名称 EU值 EU类型
0.01 0.0100 mV/(m/s2) 1,000,000 m/s2 m/s2 0.0000100 V/EU
0.03 0.0316 mV/(m/s2) 316,000 m/s2 m/s2 0.0000316 V/EU
0.10 0.100 mV/(m/s2) 100,000 m/s2 m/s2 0.000100 V/EU
0.31 0.316 mV/(m/s2) 31,600 m/s2 m/s2 0.000316 V/EU
1.00 1.00 mV/(m/s2) 10,000 m/s2 m/s2 0.00100 V/EU
3.16 3.16 mV/(m/s2) 3,160 m/s2 m/s2 0.00316 V/EU
10.0 10.0 mV/(m/s2) 1,000 m/s2 m/s2 0.0100 V/EU
31.6 31.6 mV/(m/s2) 316 m/s2 m/s2 0.0316 V/EU
100 100 mV/(m/s2) 100 m/s2 m/s2 0.100 V/EU
316 316 mV/(m/s2) 31.6 m/s2 m/s2 0.316 V/EU
999 1000 mV/(m/s2) 10 m/s2 m/s2 1 V/EU

另外,加速度检测器受到超过由充电放大器的范围 (输出灵敏度) 决定的最大计测加速度
的振动时,充电放大器的OVER灯亮起,充电
灯的输出饱和。当输出饱和时,它需要几秒钟恢复。测量前或测量
为了在测量过程中OVER灯不亮,请设定充电放大器的范围 (输出灵敏度)

关于加速度检测器的型号和充电放大器的灵敏度设置

敝公司的电荷输出型加速度检测器和使用该检测器时CH-1200A电荷放大器的设定等如表2所示。表2所示的电荷输出型加速度检测器的电荷灵敏度为代表值。

电荷灵敏度因检测器个体而异,请设定检测器附带的出厂特性表和试验成绩书中记载的灵敏度值。

CH-1200A电荷放大器的输入换算噪声电平小于0.05 pC (rms) 。输入换算噪声电平换算为加速度值后的值如表2所示。

表2电荷输出型加速度检测器和电荷放大器CH-1200A的灵敏度设定

电荷输出型加速度检测器 充电放大器
类型名称 特征 电荷灵敏度
(typ.)
最大使用
加速度
灵敏度
(参数部分)
灵敏度
(乘数部分)
输入换算
杂色
(rms)
NP-2106 超小型轻量 0.035 pC/(m/s2) 100,000 m/s2 3.50 0.01 1.43 m/s2
NP-2110 小巧轻便 0.16 pC/(m/s2) 10,000 m/s2 1.6 0.10 0.31 m/s2
NP-2710 小型、高温 0.306 pC/(m/s2) 22,600 m/s2 3.06 0.10 0.16 m/s2
NP-2910 小型通用 0.3 pC/(m/s2) 50,000 m/s2 3.00 0.10 0.17 m/s2
NP-2810 小型 1.2 pC/(m/s2) 20,000 m/s2 1.20 1.00 0.042 m/s2
NP-2120 通用 5 pC/(m/s2) 8000 m/s2 5.00 1.00 0.010 m/s2
NP-2560 轻量3轴 0.04 pC/(m/s2) 25,000 m/s2 4.00 0.01 1.25 m/s2

总结

将加速度检测器直接连接到分析设备 (如FFT分析器或数据站) 时,可在分析设备的单位校准功能中直接设置加速度检测器的灵敏度。

将电荷输出型加速度检测器连接到电荷放大器,将电荷放大器的输出输入分析装置时,如果是普通的电荷放大器,则在电荷放大器上设置加速度检测器的灵敏度
。不设置在分析设备侧。

为分析器的单位校准功能设置的值是电荷放大器的范围 (输出灵敏度) 。
确认充电放大器的范围 (输出灵敏度) 设定为多少,在该范围内检测到1m/s2的加速度时,检查充电放大器输出多少V (多少mV) 的规格,根据该值设定分析装置的单位校正功能。

由于变更了测量对象物或测量条件,产生的加速度的大小发生变化,且变更了充电放大器的范围 (输出灵敏度) 时,还需要变更分析装置侧的单位校正设定。

根据加速度检测器的最大使用加速度或电荷放大器的范围 (输出灵敏度) 决定的最
无法测量超过最大测量加速度的振动。根据实际发生的振动幅度的最大值选择加速度检测器,设定充电放大器的范围 (输出灵敏度) 。如果在加速度检测器的安装、拆卸或测量的准备过程中充电放大器OVER,请在充电放大器的输出停止后再进行测量,或者在安装、拆卸或准备过程中设法避免大的振动。

(摘自2019年4月17日发行的电子邮件杂志)