圧電加速度計

ほとんどの圧電センサは、PZT (チタン酸ジルコン酸鉛セラミック) を使用して、きわめて広い温度範囲、広いダイナミック レンジ、10kHz を超える広い帯域幅を実現しています。溶接によって密封した金属ケースに収めたチャージ型加速度計は、過酷な環境条件に堪えることができ、最も耐久性に優れたセンサの 1 つと考えられます。

インピーダンスが高いチャージ型デバイスには、低ノイズのシールド ケーブルを使用する必要があります (同軸ケーブルの使用をお勧めします)。このようなノイズ対応ケーブルは、一般的にセンサの製造元から入手できます。

平行ケーブルの静電容量に伴う問題を回避するため、チャージ型加速度計とのインタフェースとして電荷増幅器を使用することが普通です。最新の電荷増幅器を使用すると、チャージ型センサから 120dB を超える広いダイナミック レンジを容易に引き出すことができます。圧電セラミックは使用温度範囲が広いので、チャージ型デバイスによっては -200°Cから +640°C以上の範囲で使用できるものがあります。これらは極端な温度での振動測定の用途 (タービン エンジンの監視など) に特に適しています。

もう 1 つのタイプの圧電加速度計は、電荷ではなく電圧を出力します。この出力は、加速度計のハウジングに電荷増幅器を組み込むことによって実現しています。

2 線式: 電源、信号、アース

2 線式は IEPE (Integral Electronics Piezo Electric) とも呼ばれます。IEPE は、AC 信号を DC 電源ラインに重畳した使いやすい同軸 (2 線) 構成であることから、最も広く使用されています。センサの信号出力から DC バイアスを除去する目的で阻止コンデンサが必要です。最新の信号分析器の多くには、IEPE 加速度計との直接インタフェースを実現する IEPE/ICP^TM 入力電源オプションが用意されています。IEPE 電源オプションがない場合、このタイプのデバイスとのインタフェースを構成するには、定電流電源を備えた電源と信号調整器が必要です。

3 線式: 信号、アース、電源

3 線式デバイスの適切な動作には、DC 電源ラインが別途必要です。電圧型デバイスは、セラミック検知素子のみで構成したチャージ型デバイスとは異なり、デバイスの使用温度を電子機器の最高使用温度 (一般的には +125°C) に制限する超小形電子回路を備えています。

圧電セラミック素子はダイナミック レンジがきわめて広いことから、チャージ型加速度計はきわめてフレキシブルな拡張性を備えています。システムのフル スケール レンジを遠隔地の電荷増幅器からユーザーのコマンドで調整できるからです。一方、電圧型デバイスでは、内蔵増幅器を使用してフル スケール レンジが工場で事前定義されているので、それを変更することはできません。圧電型加速度計は、きわめて限られた設置面積で稼働できます。軽量な構造で実施する動的な測定に最適です。