壓電式振動傳感器電纜長度限制的核心原因
壓電式傳感器的輸出信號特性(電壓或電荷)會因電纜長度變化而受影響,具體機制如下:
1. ?電壓輸出模式下的電纜電容問題?
電壓靈敏度衰減?:壓電傳感器直接輸出電壓時,電纜的分布電容(與長度成正比)會與傳感器內阻形成分壓電路,導致輸出電壓隨電纜長度增加而降低?。
高頻信號失真?:高頻振動測量時,電纜的寄生電感和分布電容會形成LC諧振電路,改變信號幅值和相位,影響動態響應精度?。
2. ?電荷輸出模式的優勢?
電荷放大器的作用?:通過電荷放大器將高阻抗電荷信號轉換為低阻抗電壓信號,其反饋電容決定靈敏度,而電纜電容僅與輸入電容并聯,閉環負反饋特性可抑制電纜電容的影響?。
靈敏度穩定性?:電荷放大器的設計使輸出僅與輸入電荷量成正比,電纜長度變化幾乎不影響靈敏度?。
3. ?實際應用中的解決方案?
一體化設計?:將電壓放大器集成到傳感器內部,縮短引線以消除分布電容影響。
驅動電纜技術?:通過同軸屏蔽層與信號同電位驅動,消除分布電容對高頻信號的干擾?。
總結
電壓模式?:電纜長度直接影響靈敏度,需嚴格限制長度或重新標定?。
電荷模式?:通過電荷放大器可忽略電纜長度影響,適合長距離傳輸?。
高頻場景?:需采用驅動電纜技術或固定電纜長度以避免信號失真?。