一、根本原因分析

基于故障现象和检查结果，核心问题指向长电缆传输下的 IEPE 系统阻抗匹配和供电稳定性：

1. 电缆电容效应

   • 20米长电缆的分布电容（典型值~100pF/m）总计约~2000pF

   • 与传感器输出阻抗（${�}_{�}=\frac{1}{2���}\approx \frac{1}{2�\times 100\times 2000\times {10}^{-12}}\approx 800\text{Hz}$

   • 这严重影响了高频信号的传输，导致波形失真和幅值衰减

2. 恒流源驱动能力不足

   • 偏置电压波动（8-16V）表明恒流源无法在长电缆下维持稳定工作点

   • 电缆电容充放电消耗瞬时电流，导致偏置电压跌落

   • IEPE标准要求最小18V激励电压，实际工作电压可能已接近临界值

3. 阻抗失配反射

   • 传感器输出阻抗与电缆特性阻抗不匹配

   • 在信号调理器输入端产生反射，造成信号振铃和失真

二、系统性解决方案

1. 立即措施：信号调理器参数优化

   • 提高恒流源输出电流至8-10mA（在2-10mA允许范围内）

   • 检查并确保激励电压≥24Vdc

   • 在IN-SDG系统中启用长电缆补偿功能（如有）

2. 硬件改造：分布式信号调理

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   原方案：传感器 → 20m电缆 → 塔基IN-SDG
   新方案：传感器 → 防水接线盒(内置微型调理器) → 20m电缆 → 塔基采集系统

   • 在机舱内靠近传感器处安装IP67防护的微型IEPE调理器（如IN-03）

   • 实现阻抗变换：高输入阻抗→低输出阻抗（

   • 显著降低电缆电容对信号质量的影响

3. 电缆系统升级

   • 更换为低电容电缆（

   • 确保电缆屏蔽层在两端完整接地

   • 在接线盒内安装防浪涌保护器

4. 监测参数优化

   • 在IN-SDG中设置偏置电压监控报警（阈值：14V）

   • 定期测量电缆插入损耗

   • 建立基线频谱对比机制，及时发现信号衰减

三、验证方法

1. 时域验证：注入标准正弦波（1kHz，5g），观察波形失真度

2. 频域验证：对比20米电缆与2米参考电缆的频率响应曲线

3. 偏置稳定性测试：在最大工况下连续监测偏置电压波动范围