线圈式传感器和IEPE振动传感器在应用上有什么区别?
1. 工作原理
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线圈式传感器(电动式/磁电式传感器):
基于电磁感应原理,线圈在磁场中相对运动产生感应电压。
属于无源传感器,无需外部供电。
通常输出速度信号(也可通过积分/微分转换为位移或加速度)。
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IEPE传感器(集成电路压电式传感器):
基于压电效应,压电晶体受振动压力产生电荷。
内置微型集成电路,将高阻抗电荷信号转换为低阻抗电压信号。
需要恒流供电(通常2~20mA,供电与信号共用同一电缆)。
2. 主要特点对比
| 特性 | 线圈式传感器 | IEPE传感器 |
|---|---|---|
| 输出信号 | 速度(或积分/微分处理) | 加速度(也可集成为速度) |
| 频率响应 | 低频性能好(通常0.5Hz~2kHz) | 高频性能好(通常0.2Hz~20kHz+) |
| 振幅范围 | 适合大振幅、低速振动 | 适合宽频带、高动态范围测量 |
| 供电需求 | 无需供电(无源) | 需恒流供电(通常4mA,18~30V DC) |
| 输出阻抗 | 高阻抗(易受干扰) | 低阻抗(抗干扰能力强) |
| 温度敏感性 | 较低 | 较高(高温需特殊型号) |
| 体积与重量 | 通常较大、较重 | 小型化、轻量化 |
| 价格 | 相对较低(结构简单) | 相对较高(内置电路) |
3. 应用场景差异
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线圈式传感器的典型应用:
低频大位移振动:如大型结构(桥梁、建筑)健康监测。
旋转机械的轴振动监测:汽轮机、水轮机等低速设备。
环境振动测量:地震监测、地质勘探(低频信号)。
无需供电的场合:如临时巡检或电源不便的场景。
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IEPE传感器的典型应用:
高频振动与冲击测量:如发动机、轴承、齿轮箱故障诊断。
模态分析与结构测试:需要宽频带响应的实验室或现场测试。
通用工业振动监测:压缩机、泵、风机等状态监测。
便携式数据采集系统:配合易用的恒流供电数据采集设备。
4. 选择建议
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选择线圈式传感器的情况:
重点关注低频振动(如
测量大振幅、速度信号为主的场景。
希望简化系统(无需供电)。
预算有限且对高频响应要求不高。
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选择IEPE传感器的情况:
需要宽频带测量(尤其是高频成分)。
关注加速度信号(如冲击、高频振动)。
需要高信噪比、抗干扰能力强的系统。
希望简化信号调理(直接连接采集设备)。
5. 注意事项
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电缆影响:
线圈式传感器需注意电缆电容和电磁干扰。
IEPE传感器对电缆要求较低,但长距离传输需考虑电压降。
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环境适应性:
线圈式传感器通常耐高温性能较好(无内置电路)。
IEPE传感器在高温(>120°C)或强辐射环境下需选择特殊型号。
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信号处理:
线圈式输出信号可能需要积分/微分处理才能得到加速度/位移。
IEPE传感器直接输出加速度,可通过积分获得速度/位移(需注意低频噪声)。
