4630-020-060振动速度传感器实验测试

大家好，我是【广州工控传感★科技】4630-020-060振动速度传感器事业部，张工。

4630-020-060振动速度传感器融入了整体式温度补偿，可在宽工作温度范围内提供稳定的输出。 三个独立的处理电路提供独立的信号调理，可以采用统一或独立电源工作。先进的 MEMS 传感元件采用气态阻尼设计，提供非常宽的稳定频率响应。

1 简介

在传感器的实际测试阶段，一些传感器信号会夹杂一些非物理信号的毛刺，从而导致数据分析不便。 经过分析比较，这些干扰信号的来源大部分是摩擦电噪声。 通过一定的准备措施，这种情况是完全可能的。 避免。

2. 实验设计

2.1 实验目的

模拟车祸工况，观察4630-010-200加速度传感器电缆可能产生的干扰信号，评估固定电缆的必要性。

2.2 实验装置

实验中，将一根9米长的电缆固定在一块木板上，用螺丝将木板安装在冲击头上，冲击头产生加速度来模拟碰撞情况。 电缆的一端连接一个4630-020-060加速度传感器，传感器与冲击头固定。 将另一端连接到信号采集仪。 由于冲击头有缓冲装置，冲击头的运动会很快停止，理论上采集到的信号只会有一个加速度的峰值。 峰值信号背后的波动可以理解为纯电缆噪声信号。

3. 实验数据

3.1 参考传感器电缆未固定时的冲击试验结果：

下图显示了振动后传感器输出端的实际信号。 纵坐标为加速度g值，横坐标为时间ms（毫秒）。 波形显示，4630-010-200传感器的主加速度信号峰值约为 270g。 加速度信号（6~8ms）后出现多个峰值的波形为电缆噪声信号，信号峰值约为加速度信号的13%。 由于电缆过于灵活，无法快速响应机械运动，这些信号通常在主加速度信号之后出现几毫秒，因此一般不会影响工程师真正感兴趣的数据。 加速度持续时间更长，实际上与干扰信号重叠。 显然，我们希望避免这种情况发生。

3.2 下图显示了相同冲击和传感器的测试结果，电缆固定良好：

由于电缆干扰是有限的，特别是防止电缆撞击安装表面，我们可以看到后期的干扰信号被很好地消除了。

4.分析

4.1 参考4630-010-200传感器的干扰信号较大，因为传感器是电压电原理（PE），由于其高阻抗特性，更容易受到电缆噪声的影响。

对于使用压电传感器 (PE) 的工程师来说，摩擦电噪声是一个经常讨论的因素，但对于使用压阻 (PR) 传感器的工程师来说，它相对较新。 在很多情况下对于压阻式传感器来说问题并不严重，尤其是带有信号放大器的传感器，摩擦电噪声的信号比较小，对于如此大的信号输出，这种影响并不明显。 但伴随高冲击时，摩擦电噪声会变大，而高冲击压阻传感器的低灵敏度使得这种干扰不容忽视。

4.2 冲击测量环境下的正确操作：

降低电缆噪声的关键因素之一是正确处理电缆。 粗暴处理电缆会使旧电缆松动，使其比新电缆噪音更大。 因此，应小心处理电缆，以尽可能防止退化。 精心制作的电缆可以为许多测试提供低噪声信号，但结、拉伸和撕裂会使低噪声电缆变成高噪声电缆。 这是可以避免的，应定期检查是否有损坏和处置。 冲击环境一般不利于信号采集，如果不采取预防措施，甚至会损坏电缆。 最重要的是固定电缆，使电缆不会与硬表面发生碰撞，因为这不仅会损坏电缆，还会产生很大的摩擦电噪声。 因此良好的电缆保持力将保护电缆并降低电缆噪音。 用胶带将电缆固定在机身上是一个很好的操作。 当然，也建议将电缆尽可能地引到影响较小的区域。 如果不行，可以将多根同向输出的线缆捆绑在一起，可以起到相互固定的作用。

4.3 良好的安装会消除大部分电缆噪音，但理想的当然是使用质量更好的电缆，以尽量减少这种干扰的可能性。 一般电缆设计的初衷是易于加工、不易缠绕、易于剥落等。噪声质量不是主要特征：在大多数情况下，用户衡量电缆的质量，如柔软度、张力 、紧密、不粘、易剥落。 特征。 但是在选择嘈杂的电缆时，它可能无法满足上述所有要求。 例如，紧密的电缆护套（有助于降低噪音）使电缆更硬，或者良好的护套材料（例如 TPE）也可能使电缆在通过狭窄空间时更容易与其他电缆缠结。 因此，当您遇到这些烦恼时，请记住，选择此电缆是为了实现低噪声、高保真数据，并且一些不便是不可避免的。

4.4 如果现场不能快速判断电缆的噪声质量，可以从电缆的松紧度来判断。 电缆导体越紧，离电缆护套越近，噪声越低。 不同电缆的噪音水平可能相差多达 5 倍。

4.5 当然，在同等线缆质量的情况下，使用灵敏度更高的传感器可以达到更好的信噪比。 这可以通过增加4810A-0100传感器电源或添加前端放大器来实现。

5 结论

5.1 电缆的安装和固定在冲击条件下至关重要。

5.2 并非所有电缆都具有相同的质量。 不正确匹配（或质量差）的电缆会导致传感器发出不干净的信号。 传感器该知道如何为不同类型的传感器匹配合适的电缆，尤其是加速度传感器用的线缆，因为这个传感器的使用会伴随着很大的冲击，而且基于小型化的设计，前端不会有信号放大，所以信号的质量很大程度上决定了电缆。