通用加速度计使用手册

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1、11.0 前言前言 祝贺您购买了高质量的 ICP型加速度计，为了 确保这个产品的最高性能，在使用这个产品之 前，适当了解正确的装配和安装技术是必要 的。如果在阅读这本手册后，还有关于这个传 感器或其应用的其他问题，请拨打免费热线 716-684-0001 联系应用工程师，或联系离你最 近的 PCB 经销商。 2.0 ICP型加速度计型加速度计 这些传感器供电简单、便宜、恒流源信号适调 仪供电，容易使用，和信号分析仪、数采和读 数仪器连接。 固定电压灵敏度，不用考虑电缆类型和长度 低阻抗输出信号，能够在恶劣环境下通过长 电缆传输，而信号质量没有损失。 两线制低成本同轴电缆，两股导线或双绞 线。

2、低噪声、电压输出信号可以和标准的读出 器、信号分析仪、记录仪和数据采集设备兼 容。 低成本，每通道 ICP加速度计仅用便宜 的、恒流源信号适调仪供电。 内在的自我测试特点检测传感器的输 出偏置电压，提供正确的使用指示，如故障 条件、电缆故障等。 3.0 附加选项附加选项 许多传感器配有标准的附加选项，下列型号 前面的字母表示传感器配有的特殊的附加选 项：“A”选项，粘接安装；“HT”选项， 扩大的高温范围选项；“J”选项，电气对地 绝缘；“M”选项，公制安装螺纹；“Q”选 项，延长的放电时间长数；“T”选项，内置 传感器电子数据页（TEDS）;“W”选项，附 加的防水电缆；其他前缀字母，如：“

3、K”、 “KR”、“GK”、“GKR”、“KL”和 “GKL”，表明传感器定购以组件箱的形 式，包括连接电缆和信号调理器。如果有任 何关于附加选项的问题，请咨询产品振动部 门或联系 PCB 工厂代表处。 4.0 安装说明安装说明 当选择安装方法时，要考虑每种方法的优缺 点。例如位置、测试表面粗糙程度、幅值范 围、易测程度、温度和便携式都是相当重要 的特性。然而最重要的和经常被忽略的就是 安装方法对加速度计的高频特性的影响。 通用通用 操操 作作 指指 南南 适用于 压电压电 ICP加速度计加速度计 里面包含规格说明书，安装图，校准信息等 PCB将不负责与使用本指南不一致的操作而导致的产品损坏

4、2如下图所示图 1 是 6 种安装方法，及它们对典 型的压电加速度计的性能影响。（注：不是所 有的安装方法适用于您的特殊的传感器）。安 装配置和相应的图表表明加速度计的高频响应 是如何受加在系统上的质量块和/或安装硬度降 低影响的。 注意：注意：低频响应不受安装方法的影响。但是用 AC 耦合信号适调仪和数采一起使用时，当输入 阻抗小于 1M 欧时，会影响传感器的低频范 围。有必要请联系厂商代表，获得进一步的帮 助。 图 1 不同的安装方法对传感器高频影响 4.1 螺钉安装螺钉安装 这种安装方法要求接触表面光滑、平坦，用于 永久或安全可靠安装。当测试高频时也推荐使 用螺钉安装。 注：注：不要试图

5、在曲面、粗糙的、或不平的表面 安装，安装不整齐及狭窄的接触表面会明显降 低传感器的上限工作频率范围。 步骤步骤1：首先，准备一个光滑、平坦的表面，然 后在这个表面中心钻孔，打个安装孔，如图2所 示，和安装图是一致的。 图 2 ： 安装平面准备 加工好的安装表面推荐的最小光洁度是 63uin(0.00016mm)（如果没有准备好测试结 构安装面，可考虑用粘接安装作为替代）。 检查安装区域应该光滑，没有其他颗粒防碍 接触面。 步骤步骤 2：安装前，将安装表面清除干净，涂 一薄层油脂、油或类似粘合液体。 图 3 ： 安装平安润滑 在安装面的空隙填充一小部分粘合剂，提高 振动信号传送能力，增加安装硬度

6、。半永久 性安装，可使用替代的环氧脂或其他粘合 剂。 步骤步骤 3：把安装螺钉拧进加速度计的基座 上，并手动拧紧（对于有集成安装螺钉的传 感器来说，这一步是不需要的），然后，把 传感器拧到在测试物体上准备好的打好的孔 里，使用扭拒扳手，用推荐的安装扭拒把传 感器固定好，可参照后面的安装图安装图 。 注：注：在这一步使用扭拒扳手是很重要的，在 指定的扭拒下安装，传感器会和设备充分的结合，而超过这一扭拒，会导致螺钉损坏。4.2 粘接安装粘接安装 粘接安装经常用于临时性安装，或测试物体 表面没有为螺钉安装准备好时。例如结剂和 石蜡用于临时安装，性能比较好，而 2/3 环 氧脂和快粘胶（特级胶水）更适

7、用于永久性 安装。 3这两种方法都用于粘接安装，可以通过粘接安 装座（下面方法 1）或直接粘接安装（下面方 法 2）。 注：注：粘接安装传感器经常会有高频范围的降 低，通常来讲，光滑的表面和牢固的粘接会产 生最好的高频响应。 方法方法 1粘接安装座粘接安装座 这种方式是把底座固定在测试结构上，然后把 传感器固定在底座上，使用这种方法容易拆卸 传感器，而且，许多底座经过工艺处理，能够 提供电气绝缘，消除地面回路影响，降低来自 测试物体表面的电气干扰。 步骤步骤 1：准备一个光滑、平坦的表面，通常最 小的表面光洁度 63uin(0.00016mm)工作效果最 好。 步骤步骤 2：根据上面提到的螺钉

8、安装程序步骤 2 和步骤 3 相应规则，把传感器用螺钉固定在合 适的粘接安装座的平面一侧。 步骤步骤 3：把一小部分粘合剂放在安装底座的底 下（底座底下一侧是可识别的用于接受粘接剂 的闭纹），把底座按压牢固。 图图 4 ： 安装底座：粘贴安装 方法方法 2直接粘接安装直接粘接安装 对于空间有限或者方便安装来说，大多数传感 器可以直接粘接安装在测试结构上（带有集成 安装螺钉的除外）。 步骤步骤 1：准备一个光滑平坦的安装表面，通常 最小的表面光洁度 63uin(0.00016mm)工作效果 最好。 步骤步骤 2：把一小部分粘接剂放在传感器下面， 把传感器固定好。要注意过量的粘合剂会让移 除传感器

9、变得很困难。 同样，使用粘合剂会防碍传感器将来用螺钉 安装，在传感器基座上打孔。 图图 5 ： 直接粘贴安装 4.2-1粘接安装清除粘接安装清除（石蜡除外） 注：注：拆卸工具应避免损坏传感器。 为避免损害传感器，拆掉传感器前要使用脱 粘剂。因有许多粘合剂在使用（如特级胶 水、牙科粘固粉、环氧脂等），没有通用的 脱粘剂可用。PCB 为 Loctite 公司 454 粘合剂 提供的脱粘剂是丙酮。如果你使用其他粘合 剂而不是 Loctite 454，必须和制造厂商联 系，使用他们推荐的脱粘剂。脱粘剂要和粘 合剂发生反应，一定要穿透表面，因此建议 在拆掉传感器之前要等几分钟。 把脱粘剂放好后，如果传感

10、器有六边型基座 或方型基座，要使用通用扳手或为水滴型传 感器提供的清除工具，手动轻微用力把传感 器从测试结构上拿下来。 4.3 磁性安装磁性安装 磁性安装是一种方便、快捷的测量方法，通 常用于机械状态监测、预先维护、抽查、及 振动应用。 注：注：要获得可靠的测量，正确的磁座选择和 充分准备安装表面是非常重要的，特别是在 高频测试。安装不好会导致传感器频率范围 降低50。 不是每个磁座适合所有应用。例如，通常使 用稀土磁座，由于这类磁座吸力高；平面磁4座用在光滑、平坦的表面；双轨磁座用于曲面如 发动机外壳和管道。在非磁性或粗糙表面的情况 下，首先推荐用焊接、环氧脂、或把钢性安装座 粘到测试面上，

11、这就为安装提供了一个光滑的位 置，确保在这个位置能进行充分的测量。 图图 6：磁座类型 步骤步骤 1：准备一个光滑、平坦的表面，通常最小 的表面光洁度 63uin(0.00016mm)工作效果最好。 表面清洁后，检查粗糙度，放一薄层硅脂、机 油、或类似的粘合液。 步骤步骤 2：选择正确的磁座类型后，检查磁座，确 认安装表面是平坦光滑的。 步骤步骤 3：根据上面螺钉安装程序步骤 3 要求，把 传感器安装在合适的磁座上。 步骤步骤 4：为避免损害传感器，通过“摇动”或 “滑动”磁座，把磁座/传感器安装在准备好的 测试表面上。 图图 7 ：磁座安装：磁座安装 警告：警告：加速度计的磁性安装会有潜在的

12、产生非常 高的（非常有破坏性的）加速度(g)值，要防止这 种损坏，一定要非常小心，把整体轻轻摇动到合 适的安装位置。如果特别关注冲击，使用带有内 置冲击保护的传感器。要获得进一步的帮助，请 联系厂商。 4.4 手持或探头安装手持或探头安装 大多数应用不推荐这种方法，这种方法不能保证 在低频（1kHz）范围内的精度 和可重复性。它通常仅用于机械状态监测，当安 装空间受限时，或其他便携式的振动应用。但 是，这种方式较适合于选择长期监测测点时，探 测最大振动点，以找到合适的监测点。 5.0 电缆电缆 在任何测试系统中，电缆连接总是非常重要的， 是获得可靠高精度数据的关键环节。由于振动试 验的特性，电

13、缆最容易疲劳和损坏。良好的电缆 布线安装经验将增加电缆的使用寿命，但是不论 如何，振动测试中电缆都是易损件，强烈建议在 测试过程中，保证手边有备用电缆，以随时替换 损坏的电缆。 步骤步骤 1：确定选好正确的电缆类型。 一种电缆类型不能满足所有的应用。ICP型传 感器使用普通的 2 线制或同轴电缆，特殊的低噪 声电缆用于高阻抗、电荷输出传感器。要求符合 CE 的应用，必需使用低噪声电缆。工业应用经 常要求使用带屏蔽的双绞线电缆，来降低电动发 动机和机器附近存在的 EMI 和 RFI 的影响。带 防护套的 TEFLON 电缆是适用于腐蚀环境和高 温场所。请联系 PCB 振动部门或代表处为您的 应用

14、特别推荐最适合的电缆。 步骤步骤 2：把电缆连接到传感器上 通常，我们推荐在电缆接头的螺纹内涂抹螺纹 胶，避免振动过程中电缆接头松开。在潮湿，有 油污或者粉尘的环境里，电缆的接头应该使用橡 胶密封带，O 型圈或者热缩管做防护处理 同轴电缆：同轴电缆：确保电缆接头的针插入传感器接头插 槽内，然后旋转电缆接头的活动外皮，直到拧紧 为止。 注：注：拧接头的时候不要让电缆接头固定不动，而 去旋转传感器，只会导致电缆接头的插针过分摩 擦，而缩短电缆接头的寿命。 多针接头：多针接头：确保电缆接头的所有插针插入传感器 接头插槽内，然后旋转电缆接头的活动外壳，直 到拧紧为止。 裸线连接：裸线连接：某种微型和冲

15、击传感器带有轻型电 缆，是裸线连接，这类连接降低总重量和冲击条 件下连接断续的影响。当电缆或连接故障时，可 以在现场通过焊接把把线焊在传感器接头管脚 上，（查看安装图确认信号和地管脚）。在许多 情况下，用热缩管或环氧脂保护焊点是很有帮助 的。 注：注：如果没有经验连接裸线引线，请联系 PCB 公司。由于焊接过热而导致的内部电子器件损坏 这类的故障不在质保期内。 步骤步骤 3：把传感器电缆向信号适调仪方向布放， 注意不要让电缆和接头承受拉应力。按照规则的 间隔使用胶条，线扣或者线夹把电缆固定在测试 表面，避免测试过程中拉坏电缆。 一些简单的措施在布放过程中能起到避免电缆损 坏和降低电噪声的作用。

16、比如，不要把电缆靠近 高压线。不要让电缆布放在地板或人经常行走的 位置，避免踩坏电缆。为了避免地回路，屏蔽电 缆应该把屏蔽层在信号适调仪单端接地，避免多 点接地。 步骤步骤 4：最后，把电缆连接到信号适调仪上。一 个好的测试习惯是：在把电缆接入设备之前，先 短接信号管脚和地管脚（也可以是接头外壳）， 以释放电缆内部积蓄的电荷。 6.0 供电供电 所有的 ICP 型传感器要求正确的恒流源激励，不 正确的供电会损坏传感器。推荐使用 PCB 提供 的信号适调仪或其他支持 ICP 传感器的设备进行 供电。系统原理图请参见图 8. 注意：注意：由于使用不正确或 PCB 没有许可的激励 源供电引起内部电路损坏，不在保修范围内。 图图 8 ：典型系统连接图 供电电路由一个恒流二极管和 18-30V 直流电路 组成。激励电流通过一个限流电路给 ICP 传感器 提供合适的激励。通常，电池供电的信号适调仪 适合于需要便携，低噪声的测量应用，而在线电 源供电的信号适调仪适合于长期监测。参考