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力测量 | 压电测量链的电隔离

2023-09-06 11:59:08·  来源：HBM测试与测量  
　

何时压电测量链是更好的选择？

我们可以先聊下压电传感器在许多应用中的独特优势：


  • 空间有限：压电陶瓷体积小，易于集成。
  • 当传感器使用高初始载荷时，80kN初始载荷需要测量500N的力？没问题，无论施加的力如何，都可以执行重置。
  • 当需要极端过载稳定性时，利用压电传感器的灵敏度和标称（额定）力不受所施加负载的影响这一事实。无论您使用的传感器是20kN还是120kN，输出信号都保持不变。
  • 需要极高动态性时，尤其是小作用力，PACEline传感器是正确的解决方案。五位数共振频率会产生应用所需的带宽。


    • 压电测量链的电隔离

    从电荷放大器到附件，Paceline系列压电产品提供了一项非常实用的特殊功能，极大地促进了其在实践中的使用。尤其是在安装过程中，实现同轴电缆屏蔽，电荷放大器和接线盒之间电隔离。这项技术的植入，涉及到同轴电缆和外壳之间的屏蔽，以确保测量链符合目前的EMC规范。

    测量链的要求

    一个测量链至少包括一个电荷放大器和一个传感器，这可以是一个标定过的传感器或一个力垫圈 (CFW, CLP) 以及一个压电应变传感器 (CST)。采用一个接线盒并联压电传感器是一种相对简单的连接方法。这对电缆有特殊的要求。包括一个非常高的绝缘电阻，这样即使在运动或高机械强度情况下也可免受噪声影响。特殊的同轴电缆能够符合这些条件。由于传感器通常都安装在一个金属部件上，因此传感器的外壳和金属部件实现了电连接。

    图片

    图1 压电测量链

    图1显示的是一个测量链，4个传感器通过一个接线盒连接到电荷放大器上。传感器是机械连接的。因为传感器是连接到金属部件上，因此外壳也具有相同的电势。

    图片

    图2 压电力垫圈

    避免干扰

    实际上，这种安装方式导致电荷放大器或是接线盒具有不同的电势。接线盒和电荷放大器通过同轴电缆连接到传感器外壳上，由于电势不同，会在电缆线上产生补偿电流。这些补偿电流很可能会对测量产生干扰。

    使用塑料部件对电荷放大器或是接线盒进行隔离是非常有效的，这样，在电缆线上将不会有补偿电流。但是，这有两个缺点：一方面技术人员需要记住订购绝缘垫圈，另一方安装比较复杂。但是这在Paceline产品上不存在问题。电荷放大器，接线盒可以直接在金属部件上（控制柜，工业轨道）安装。屏蔽的电缆和外壳之间没有电连接。让安装更简单。 

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