ICP®傳感器系統(tǒng)理想地按比例處理感興趣的信號(hào)。然而，隨著被測(cè)量的頻率增加，系統(tǒng)***終變?yōu)榉蔷€性。這是由于以下因素：

　　1、機(jī)械考慮因素

　　2、放大器/電源限制

　　3、電纜特性

　　在嘗試進(jìn)行高頻測(cè)量時(shí)，必須考慮這些因素。

　　機(jī)械考慮因素

　　傳感器內(nèi)的機(jī)械結(jié)構(gòu)通常對(duì)傳感系統(tǒng)施加高頻限制。也就是說(shuō)，隨著接近傳感器的固有頻率，靈敏度開始迅速上升。

　　w =√(k / m)(等式6)

　　其中：

　　w =固有頻率

　　k =傳感元件的剛度

　　m =地震質(zhì)量

　　該等式有助于解釋為什么較大或較大質(zhì)量的傳感器通常具有較低的共振頻率。

　　下面的圖11表示典型ICP®加速度計(jì)的頻率響應(yīng)曲線。

　　圖11：ICP®加速度計(jì)的頻率諧振

　　可以看出，靈敏度隨著頻率的增加而增加。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，通常可以在靈敏度偏差小于±5%的范圍內(nèi)使用該傳感器。該頻率上限發(fā)生在諧振頻率的大約20%處。壓力和力傳感器以類似的方式響應(yīng)。

　　安裝在獲得精確的高頻測(cè)量中也起著重要作用。請(qǐng)務(wù)必參考正確安裝的安裝程序。

　　放大器/電源限制

　　在極高頻率(> 100 kHz)下進(jìn)行測(cè)試時(shí)，傳感系統(tǒng)的類型變得非常重要。通常，電壓放大系統(tǒng)響應(yīng)大約1MHz的頻率，而大多數(shù)電荷放大系統(tǒng)僅響應(yīng)100kHz。這通常是由于放大器類型的限制以及電容濾波效應(yīng)。對(duì)于這種情況，請(qǐng)查閱設(shè)備規(guī)格，或致電PCB尋求幫助。

　　電纜考慮因素和恒定電流水平

　　當(dāng)電流不足以驅(qū)動(dòng)電纜電容時(shí)，長(zhǎng)電纜上的操作可能會(huì)影響頻率響應(yīng)并引入噪聲和失真。

　　與充電模式系統(tǒng)不同，系統(tǒng)噪聲是電纜長(zhǎng)度的函數(shù)，ICP®傳感器提供高壓，低阻抗輸出，非常適合在惡劣環(huán)境中驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)電纜。雖然ICP®傳感器的噪聲幾乎沒有增加，但電纜的容性負(fù)載可能會(huì)使高頻信號(hào)失真或?yàn)V波，具體取決于傳感器的電源電流和輸出阻抗。

　　通常，這種信號(hào)失真不是低頻測(cè)試高達(dá)10 kHz的問題。但是，對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)100英尺(30米)的電纜進(jìn)行更高頻率的振動(dòng)，沖擊，爆炸或瞬態(tài)測(cè)試，存在信號(hào)失真的可能性。

　　在給定電纜長(zhǎng)度上可以傳輸?shù)?**大頻率是電纜電容和峰值信號(hào)電壓與信號(hào)調(diào)節(jié)器可用電流之比的函數(shù)，具體如下：

　　其中，F(xiàn) max =***大頻率(赫茲)

　　C =電纜電容(皮法)

　　V =傳感器的***大峰值輸出(伏特)

　　I c =來(lái)自信號(hào)調(diào)節(jié)器的恒定電流(mA)

　　10 9 =等于單位的比例系數(shù)

　　注意，在此等式，從提供給傳感器(lc)的總電流中減去1mA。這樣做是為了補(bǔ)償內(nèi)部電子設(shè)備的供電。某些特種傳感器電子元件可能消耗更多或更少的電 聯(lián)系制造商以確定正確的電源電流。

　　當(dāng)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)電纜時(shí)，公式7表明，隨著電纜長(zhǎng)度，峰值電壓輸出或***大感興趣頻率的增加，驅(qū)動(dòng)信號(hào)需要更大的恒定電流。

　　下面的諾模圖(圖12)提供了一種簡(jiǎn)單的圖形方法，用于獲得ICP®測(cè)量系統(tǒng)的預(yù)期***大頻率能力。

　　圖12：電纜驅(qū)動(dòng)的Nomograph

　　例如，當(dāng)運(yùn)行電容為30 pF / ft的100英尺(30.5米)電纜時(shí)，總電容為3000 pF。該值可以沿對(duì)角電纜電容線找到。假設(shè)傳感器工作在5伏的***大輸出范圍并且恒流信號(hào)調(diào)節(jié)器設(shè)置為2毫安，則垂直軸上的比率可以計(jì)算為等于5.總電纜電容與該比率的交點(diǎn)導(dǎo)致***大頻率約為10.2 kHz。

　　諾模圖不表示某點(diǎn)的頻率幅度響應(yīng)是平坦的，上升的還是下降的。出于預(yù)防原因，通常的做法是增加傳感器的恒定電流(如果可能)(在其***大限度內(nèi))，以便從諾模圖確定的頻率比感興趣的***大頻率大約1.5至2倍。

　　請(qǐng)注意，較高的電流水平將以更快的速率耗盡電池供電的信號(hào)調(diào)節(jié)器。此外，電纜未使用的任何電流直接為內(nèi)部電子設(shè)備供電并產(chǎn)生熱量。這可能導(dǎo)致傳感器超過(guò)其***高溫度規(guī)格。因此，請(qǐng)勿在短電纜運(yùn)行或高溫測(cè)試時(shí)提供過(guò)大電流。

　　實(shí)驗(yàn)測(cè)試長(zhǎng)電纜

　　為了確定長(zhǎng)電纜運(yùn)行所涉及的高頻電特性，可以使用兩種方法。

　　圖13所示的***種方法涉及將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器的輸出連接到與ICP®傳感器串聯(lián)的單位增益，低輸出阻抗(<5 ohm)儀表放大器。當(dāng)信號(hào)發(fā)生器和放大器從系統(tǒng)中移除時(shí)，需要極低的輸出阻抗來(lái)***小化電阻變化。另一種測(cè)試方法，如圖13所示，包含一個(gè)傳感器模擬器，它包含一個(gè)方便地封裝在一起的信號(hào)發(fā)生器和傳感器電子器件。

　　圖13：測(cè)試長(zhǎng)電纜

　　為了檢查這些系統(tǒng)中的任何一個(gè)的頻率/幅度響應(yīng)，設(shè)置信號(hào)發(fā)生器以提供預(yù)期測(cè)量信號(hào)的***大幅度。觀察發(fā)生器的振幅與示波器上顯示的振幅之比。如果此比率為1：1，則系統(tǒng)足以進(jìn)行測(cè)試。(如有必要，請(qǐng)務(wù)必考慮信號(hào)調(diào)理器或示波器中的任何增益。)如果輸出信號(hào)上升(例如，1：1.3)，則添加串聯(lián)電阻以衰減信號(hào)。使用可變的100歐姆電阻將有助于更方便地設(shè)置正確的電阻。請(qǐng)注意，這是***需要添加電阻的條件。如果信號(hào)下降(例如，1：0.75)，則必須增加恒定電流水平或減小電纜電容。

　　在電纜測(cè)試期間可能需要物理安裝電纜以反映數(shù)據(jù)采集期間遇到的實(shí)際情況。這將補(bǔ)償潛在的感應(yīng)電纜效應(yīng)，其部分地取決于電纜路徑的幾何形狀。