4630-020-060振動速度傳感器實驗測試

大家好，我是【廣州工控傳感★科技】4630-020-060振動速度傳感器事業(yè)部，張工。

4630-020-060振動速度傳感器融入了整體式溫度補償，可在寬工作溫度范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的輸出。 三個獨立的處理電路提供獨立的信號調(diào)理，可以采用統(tǒng)一或獨立電源工作。先進的 MEMS 傳感元件采用氣態(tài)阻尼設(shè)計，提供非常寬的穩(wěn)定頻率響應(yīng)。

1 簡介

在傳感器的實際測試階段，一些傳感器信號會夾雜一些非物理信號的毛刺，從而導致數(shù)據(jù)分析不便。 經(jīng)過分析比較，這些干擾信號的來源大部分是摩擦電噪聲。 通過一定的準備措施，這種情況是完全可能的。 避免。

2. 實驗設(shè)計

2.1 實驗目的

模擬車禍工況，觀察4630-010-200加速度傳感器電纜可能產(chǎn)生的干擾信號，評估固定電纜的必要性。

2.2 實驗裝置

實驗中，將一根9米長的電纜固定在一塊木板上，用螺絲將木板安裝在沖擊頭上，沖擊頭產(chǎn)生加速度來模擬碰撞情況。 電纜的一端連接一個4630-020-060加速度傳感器，傳感器與沖擊頭固定。 將另一端連接到信號采集儀。 由于沖擊頭有緩沖裝置，沖擊頭的運動會很快停止，理論上采集到的信號只會有一個加速度的峰值。 峰值信號背后的波動可以理解為純電纜噪聲信號。

3. 實驗數(shù)據(jù)

3.1 參考傳感器電纜未固定時的沖擊試驗結(jié)果：

下圖顯示了振動后傳感器輸出端的實際信號。 縱坐標為加速度g值，橫坐標為時間ms（毫秒）。 波形顯示，4630-010-200傳感器的主加速度信號峰值約為 270g。 加速度信號（6~8ms）后出現(xiàn)多個峰值的波形為電纜噪聲信號，信號峰值約為加速度信號的13%。 由于電纜過于靈活，無法快速響應(yīng)機械運動，這些信號通常在主加速度信號之后出現(xiàn)幾毫秒，因此一般不會影響工程師真正感興趣的數(shù)據(jù)。 加速度持續(xù)時間更長，實際上與干擾信號重疊。 顯然，我們希望避免這種情況發(fā)生。

3.2 下圖顯示了相同沖擊和傳感器的測試結(jié)果，電纜固定良好：

由于電纜干擾是有限的，特別是防止電纜撞擊安裝表面，我們可以看到后期的干擾信號被很好地消除了。

4.分析

4.1 參考4630-010-200傳感器的干擾信號較大，因為傳感器是電壓電原理（PE），由于其高阻抗特性，更容易受到電纜噪聲的影響。

對于使用壓電傳感器 (PE) 的工程師來說，摩擦電噪聲是一個經(jīng)常討論的因素，但對于使用壓阻 (PR) 傳感器的工程師來說，它相對較新。 在很多情況下對于壓阻式傳感器來說問題并不嚴重，尤其是帶有信號放大器的傳感器，摩擦電噪聲的信號比較小，對于如此大的信號輸出，這種影響并不明顯。 但伴隨高沖擊時，摩擦電噪聲會變大，而高沖擊壓阻傳感器的低靈敏度使得這種干擾不容忽視。

4.2 沖擊測量環(huán)境下的正確操作：

降低電纜噪聲的關(guān)鍵因素之一是正確處理電纜。 粗暴處理電纜會使舊電纜松動，使其比新電纜噪音更大。 因此，應(yīng)小心處理電纜，以盡可能防止退化。 精心制作的電纜可以為許多測試提供低噪聲信號，但結(jié)、拉伸和撕裂會使低噪聲電纜變成高噪聲電纜。 這是可以避免的，應(yīng)定期檢查是否有損壞和處置。 沖擊環(huán)境一般不利于信號采集，如果不采取預防措施，甚至會損壞電纜。 最重要的是固定電纜，使電纜不會與硬表面發(fā)生碰撞，因為這不僅會損壞電纜，還會產(chǎn)生很大的摩擦電噪聲。 因此良好的電纜保持力將保護電纜并降低電纜噪音。 用膠帶將電纜固定在機身上是一個很好的操作。 當然，也建議將電纜盡可能地引到影響較小的區(qū)域。 如果不行，可以將多根同向輸出的線纜捆綁在一起，可以起到相互固定的作用。

4.3 良好的安裝會消除大部分電纜噪音，但理想的當然是使用質(zhì)量更好的電纜，以盡量減少這種干擾的可能性。 一般電纜設(shè)計的初衷是易于加工、不易纏繞、易于剝落等。噪聲質(zhì)量不是主要特征：在大多數(shù)情況下，用戶衡量電纜的質(zhì)量，如柔軟度、張力 、緊密、不粘、易剝落。 特征。 但是在選擇嘈雜的電纜時，它可能無法滿足上述所有要求。 例如，緊密的電纜護套（有助于降低噪音）使電纜更硬，或者良好的護套材料（例如 TPE）也可能使電纜在通過狹窄空間時更容易與其他電纜纏結(jié)。 因此，當您遇到這些煩惱時，請記住，選擇此電纜是為了實現(xiàn)低噪聲、高保真數(shù)據(jù)，并且一些不便是不可避免的。

4.4 如果現(xiàn)場不能快速判斷電纜的噪聲質(zhì)量，可以從電纜的松緊度來判斷。 電纜導體越緊，離電纜護套越近，噪聲越低。 不同電纜的噪音水平可能相差多達 5 倍。

4.5 當然，在同等線纜質(zhì)量的情況下，使用靈敏度更高的傳感器可以達到更好的信噪比。 這可以通過增加4810A-0100傳感器電源或添加前端放大器來實現(xiàn)。

5 結(jié)論

5.1 電纜的安裝和固定在沖擊條件下至關(guān)重要。

5.2 并非所有電纜都具有相同的質(zhì)量。 不正確匹配（或質(zhì)量差）的電纜會導致傳感器發(fā)出不干凈的信號。 傳感器該知道如何為不同類型的傳感器匹配合適的電纜，尤其是加速度傳感器用的線纜，因為這個傳感器的使用會伴隨著很大的沖擊，而且基于小型化的設(shè)計，前端不會有信號放大，所以信號的質(zhì)量很大程度上決定了電纜。