1,什么是IEPE?它和压电集成电路(ICP)是一样的吗?
IEPE:Integral Electronic Piezoelectric
IEPE是指一种自带电荷放大器或电压放大器的加速度传感器,是压电集成电路的缩写。由于加速度传感器产生的电荷量很小,其电信号容易受到噪声干扰,因此需要用灵敏的电子器件进行放大和信号调理。IEPE将灵敏的电子器件集成在传感器内部,使其尽量靠近传感器,以提升抗噪声能力并便于封装。
IEPE加速度传感器带有一个放大器,使用时需要一个恒流源。电流源将电流引入加速度传感器,传感器内部的电路使其对外表现为一个电阻,其阻值与加速度成正比,因此传感器返回的信号电压与加速度也成正比。放大器允许设置输入范围,以充分利用输入信号。
目前市场上提供IEPE技术的有几个公认品牌。尽管其他公司也生产IEPE加速度传感器,但这并不表明它们的产品兼容那些声称兼容压电集成电路的设备。各公司之间的一个重要区别在于激励传感器所需的电流不同。一般情况下这类传感器所需电流为4mA,使用前确认设备提供的驱动电流十分必要。
压电集成电路(ICP)已被注册为公司商标(PCB Piezotronics Inc),特指该公司生产的IEPE产品。
2,更详细的解释:
不能简单地说内置电路的引入是因为传感器输出的电量太小、信号容易受干扰。这里所说的加速度传感器均指压电型,压电敏感芯体产生的信号是高阻抗的电荷信号。高阻抗电荷信号很难被通用电量读数装置读取(受阻抗问题限制),因此压电传感器输出的高阻电荷信号必须转换为低阻抗的电压信号。早期各类电荷放大器和这里所说的内置电路的基本功能就是阻抗变换,在此基础上才是放大和滤波等附加功能。
3,关于IEPE加速度传感器的构成
“IEPE加速度传感器本身由一个放大器和恒流电压源组成”这一说法并不严格。一般说,IEPE传感器是指带内置电路的压电传感器,其使用需要恒流电压源供电,因此恒流源不是传感器本身的一部分。
一般来说,所有带内置电路的(IEPE/ICP)压电传感器都能兼容,即只要是恒流电压源(供电电压符合要求)就能用于不同厂家的传感器,反之亦然。传感器所要求的供电电压必须符合,常见的为18~30V,也有要求5V供电的传感器。供电电流可以是2到20mA(增大电流主要是考虑信号需要长距离输送),但电流高低对IEPE传感器在通用状况下的使用没有明显影响;在非长距离(50米以下)信号输送的使用中,没有必要用大电流,因为大电流会使内置电路温度升高。
4,关于内置电路代名词ICP和IEPE的历史背景
商业产品中压电传感器加装内置电路可追溯到六十年代后期。70、80年代,奇石乐、PCB、恩德福克都有生产这类传感器,其中PCB称这类传感器为ICP型。当时PCB并没有专门为ICP注册,行业内也不同程度地用ICP指代带内置电路的压电传感器。
1990年前后,作为老牌生产电荷型传感器的BK公司也推出了自己的带内置电路传感器。带内置电路的压电传感器逐渐显示出使用方便的特性,并被用户市场看好。在这种情况下,PCB将ICP注册为其公司带内置电路传感器的商品名,各公司不能用ICP,于是各自注册了其他商品名。在这种状况下,行业内提出用IEPE来命名这类传感器,IEPE逐渐被各公司(包括PCB)所接纳。而国内行业对这一背景了解不多,加上国内使用PCB产品较多,因此仍有很多人用ICP来指代这类传感器。