压电式压力传感器:电荷输出型(PE)对比电压输出型(IEPE)

电荷输出型(PE)压电式传感器与电压输出型(IEPE)的压电式传感器有何区别?

对于压电式压力传感器而言,输出信号是最重要的选择标准之一。压电式压力传感器与电子电路相连,电子电路将传感器产生的电荷成比例转换为电压。如果选用外部设备(电荷放大器)充当电子元件,则称其为电荷输出型或PE传感器;如果将电子电路集成至传感器外壳,则称其为电压输出型或 IEPE 传感器。

其他 IEPE 传感器知名品牌有Piezotron®和ICP® 等。

何时使用电荷输出型(PE)压电式压力传感器?

PE压力传感器会释放电荷信号,因此,其灵敏度以每单位压力的微微库仑表示(如pC/bar或 pC/psi)。施加在PE传感器上的压力则会产生负电荷信号(因此PE传感器的灵敏度为负),然后通过外接电荷放大器将其转换为正电压信号。

但是,只有使用低噪音、高阻抗电缆将传感器连接至电荷放大器,才能将电荷转换为电压信号。市面上可购买带模拟输出(支持 DAQ 连接)的电荷放大器,也可选用集成 DAQ 的数字电荷放大器。 

与IEPE传感器不同,PE传感器的压电材料感应到压力时,即会产生电荷信号,因此无需为其供电。

PE(和 IEPE)压力传感器均适用于动态压力和压力脉动的测量。

电荷输出型压电式压力传感器适用于:

  • 准静态压力的测量
  • 极低或极高温度的测量(传感器中无电子元件)
  • 仅部署单个压力传感器的测量场景中,可调节测量范围(可通过电荷放大器调节测量范围)

何时使用电压输出型(IEPE)压电式压力传感器?

IEPE是集成电子压电元件的缩写,是集成电子电路型压电式传感器遵循的行业标准,该等传感器的集成电子电路可将电荷转换为电压信号。施加在IEPE传感器上的压力会产生正电压信号(因此IEPE传感器的灵敏度为正),其灵敏度以每单位压力的毫伏表示(如mV/bar或 mV/psi)。

与PE传感器不同,IEPE传感器内置电子设备,需要额外供电。标准的双线电缆足以应对IEPE传感器的供电及电压信号传输需求。

需将IEPE压力传感器连接至电流(IEPE)耦合器,以提供电源,并完成电压信号与电源信号的去耦合操作。
IEPE压力传感器可与外接型IEPE耦合器共同连接至DAQ 系统,或直接连接至IEPE-DAQ系统。 

电压输出型(IEPE)压电式压力传感器适用于:

  • 动态压力的测量
  • 压力脉动的测量
  • 在中等温度和固定测量范围下的测量
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