IEPE型智能加速度传感器的设计
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Vol. 37 No. 5 144
舰 船 电 子 工 程 Ship Electronic Engineering
总第 275 期 总第 275 2017 年第 5期
IEPE 型 智 能 加 速 度 传 感 器 的 设 计
王占友 何 琳
武汉 430033） （海军工程大学振动与噪声研究所船舶振动噪声重点实验室 摘 要
试、 振动监测等领域
分析与处理是确定设备工作状态的重要依据， 通过 对该信号的分析可以提取故障特征、 了解设备的固 有特征、 观察设备的振级趋势等
［4~5］
。但目前大部 ， 采集装置
分采用的是普通型的加速度传感器
［6~10］
为其提供恒流电源， 加速度传感器在偏压的基础上
∗
收稿日期： 2016 年 11 月 6 日， 修回日期： 2016 年 12 月 27 日 作者简介 ： 王占友， 男， 博士后， 工程师， 研究方向： 检测与控制。何琳， 男， 硕士， 教授， 博士生导师， 研究方向： 振动与 噪声控制。
Abstract
Accelerometers are widely used in field of fault diagnosis and vibration measuring，but common accelerometers
perfectly. The modules of self-checking and electronic data sheetsBaidu Nhomakorabeaare designed by using idea of low power consumption and minia⁃ terference ability and high intelligence degree， which can improve the automation level of acceleration test effectively. Key Words Class Number intelligent acceleration sensor， self-checking， electronic data sheets TP212.6
∗
加速度传感器广泛应用于故障诊断、 振动测试等领域， 但目前普遍采用的是普通型的加速度传感器， 这种加速
度传感器不具备现场校验功能和数据表窗口功能， 导致加速度测试的自动化程度不高。针对这种情况， 论文提出了一种
IEPE 型智能加速度传感器方案， 有效解决了传感器内部模块供电、 模拟信号与数字信号的混合传输、 抗干扰等关键技术难 题， 采用低功耗、 小型化的理念设计了自校验功能模块和数据表窗口功能模块， 并将二者集成于传感器内部， 从而满足了实 点， 可有效提高加速度测试的自动化水平。 关键词 中图分类号 TP212.6 际工程应用的需求。实验结果表明， 论文设计的 IEPE 型智能加速度传感器具有体积小、 抗干扰能力强、 智能化程度高的特 智能加速度传感器； 自校验； 电子数据表 DOI： 10. 3969/j. issn. 1672-9730. 2017. 05. 027
Design of IEPE Intelligent Acceleration Sensor
（National Key Laboratory on Ship Vibration & Noise， Institute of Noise & Vibration， Naval University of Engineering， Wuhan 430033） WANG Zhanyou HE Lin
2017 年第 5 期
舰 船 电 子 工 程
115
现场需要布置的加速度传感器数量较多且分布较 广时， 该项工作势必非常繁冗复杂且容易出错。因 此， 需要设计一种智能型加速度传感器， 使其具备 自校验功能、 电子数据表窗口功能， 能够在现场及 时对传感器进行校验， 并且传感器可内置灵敏度等 主要信息， 采集装置可以现场读取各个传感器的信 息分别进行设置， 从而可大大提高加速度检测的效 率、 灵活性及准确性， 有效提高加速度传感器的智 能化水平。
are used mostly，which don't possess functions of self-checking and electronic data sheets. As a result ，the degree of automation of Acceleration test is low. In view of this situation，an IEPE intelligent acceleration sensor is proposed，some key questions，such as power supply of sensor internal modules， mixed transmission of analog signal and digital signal and anti-interference ， are solved
1
引言
加速度传感器广泛应用于故障诊断、 振动测
［1~3］
叠加由内部前置放大器转换的反应振动信号的交 变电压信号， 采集装置去除直流偏压后采集交流信 号。显然， 该型加速度传感器完全处于开环状态， 不能及时反映传感器内部故障， 当传感器精度发生 飘移时， 外部采集装置就会采集到错误信号， 导致 测试结果错误， 从而严重影响后续的数据分析、 故 障判断等。此外， 由于加速度传感器的校验灵敏度 差别较大， 如果想得到准确的测试结果， 必然要求 采集装置分别设置各个加速度传感器的灵敏度， 当 ， 对于加速度信号的采集、
turization，and they are integrated in sensor，thus the needs of practical engineering applications are meet. Experimental results show that the IEPE intelligent acceleration sensor which is designed in this paper possesses advantages of small size， strong anti-in⁃
舰 船 电 子 工 程 Ship Electronic Engineering
总第 275 期 总第 275 2017 年第 5期
IEPE 型 智 能 加 速 度 传 感 器 的 设 计
王占友 何 琳
武汉 430033） （海军工程大学振动与噪声研究所船舶振动噪声重点实验室 摘 要
试、 振动监测等领域
分析与处理是确定设备工作状态的重要依据， 通过 对该信号的分析可以提取故障特征、 了解设备的固 有特征、 观察设备的振级趋势等
［4~5］
。但目前大部 ， 采集装置
分采用的是普通型的加速度传感器
［6~10］
为其提供恒流电源， 加速度传感器在偏压的基础上
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收稿日期： 2016 年 11 月 6 日， 修回日期： 2016 年 12 月 27 日 作者简介 ： 王占友， 男， 博士后， 工程师， 研究方向： 检测与控制。何琳， 男， 硕士， 教授， 博士生导师， 研究方向： 振动与 噪声控制。
Abstract
Accelerometers are widely used in field of fault diagnosis and vibration measuring，but common accelerometers
perfectly. The modules of self-checking and electronic data sheetsBaidu Nhomakorabeaare designed by using idea of low power consumption and minia⁃ terference ability and high intelligence degree， which can improve the automation level of acceleration test effectively. Key Words Class Number intelligent acceleration sensor， self-checking， electronic data sheets TP212.6
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加速度传感器广泛应用于故障诊断、 振动测试等领域， 但目前普遍采用的是普通型的加速度传感器， 这种加速
度传感器不具备现场校验功能和数据表窗口功能， 导致加速度测试的自动化程度不高。针对这种情况， 论文提出了一种
IEPE 型智能加速度传感器方案， 有效解决了传感器内部模块供电、 模拟信号与数字信号的混合传输、 抗干扰等关键技术难 题， 采用低功耗、 小型化的理念设计了自校验功能模块和数据表窗口功能模块， 并将二者集成于传感器内部， 从而满足了实 点， 可有效提高加速度测试的自动化水平。 关键词 中图分类号 TP212.6 际工程应用的需求。实验结果表明， 论文设计的 IEPE 型智能加速度传感器具有体积小、 抗干扰能力强、 智能化程度高的特 智能加速度传感器； 自校验； 电子数据表 DOI： 10. 3969/j. issn. 1672-9730. 2017. 05. 027
Design of IEPE Intelligent Acceleration Sensor
（National Key Laboratory on Ship Vibration & Noise， Institute of Noise & Vibration， Naval University of Engineering， Wuhan 430033） WANG Zhanyou HE Lin
2017 年第 5 期
舰 船 电 子 工 程
115
现场需要布置的加速度传感器数量较多且分布较 广时， 该项工作势必非常繁冗复杂且容易出错。因 此， 需要设计一种智能型加速度传感器， 使其具备 自校验功能、 电子数据表窗口功能， 能够在现场及 时对传感器进行校验， 并且传感器可内置灵敏度等 主要信息， 采集装置可以现场读取各个传感器的信 息分别进行设置， 从而可大大提高加速度检测的效 率、 灵活性及准确性， 有效提高加速度传感器的智 能化水平。
are used mostly，which don't possess functions of self-checking and electronic data sheets. As a result ，the degree of automation of Acceleration test is low. In view of this situation，an IEPE intelligent acceleration sensor is proposed，some key questions，such as power supply of sensor internal modules， mixed transmission of analog signal and digital signal and anti-interference ， are solved
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引言
加速度传感器广泛应用于故障诊断、 振动测
［1~3］
叠加由内部前置放大器转换的反应振动信号的交 变电压信号， 采集装置去除直流偏压后采集交流信 号。显然， 该型加速度传感器完全处于开环状态， 不能及时反映传感器内部故障， 当传感器精度发生 飘移时， 外部采集装置就会采集到错误信号， 导致 测试结果错误， 从而严重影响后续的数据分析、 故 障判断等。此外， 由于加速度传感器的校验灵敏度 差别较大， 如果想得到准确的测试结果， 必然要求 采集装置分别设置各个加速度传感器的灵敏度， 当 ， 对于加速度信号的采集、
turization，and they are integrated in sensor，thus the needs of practical engineering applications are meet. Experimental results show that the IEPE intelligent acceleration sensor which is designed in this paper possesses advantages of small size， strong anti-in⁃