[实用新型]基于程控恒流源的ICP传感器供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及ICP传感器，尤其涉及一种恒流源的ICP传感器。

背景技术

ICP传感器是内置集成电路的压电传感器，在振动及冲击测试中应用最为广泛。典型的ICP系统通常采用恒流源供电，供电电缆同时做为信号输出线。通常要求供电电压为18～24V直流电，供电电流为2～10mA。同时，注意到ICP传感器的供电电流Ic和其可测的最高频率fmax之间存在一定的关系，即

fmax=(Ic-1)*1092πC*Vmax---(1)]]>

其中，fmax是传感器的最高响应频率，单位Hz。

Ic是ICP传感器的供电电流，单位mA。

C是供电电缆的寄生电容，单位pF。

Vmax是ICP传感器的偏置电压，单位V。

式中，C是供电电缆的寄生电容，对于一般屏蔽电缆，经验值为1米＝100pF，Vmax是ICP传感器的偏置电压，一般为12V。由公式(1)可知，在ICP传感器的电缆长度(C)和偏置电压(Vmax)一定的条件下，传感器的供电电流Ic是高频响应频率fmax的一个函数，通过改变Ic就可以使fmax可控。

在实际使用中，一种常用的给ICP传感器供电的方法是采用三端可调电流源或CR系列的恒流二极管。但上述两种方法产生的电流均无法程控，因而其应用范围受到一定的限制。若采用较小的恒流源给ICP传感器供电，则传感器的测量频率范围受到限制，不能满足高频测量的应用；而若采用较大的恒流源电流给ICP传感器供电，虽然可以满足较大fmax的应用，但是ICP传感器内置的电荷放大器通常安置于陶瓷基片上，并且周围都用绝缘材料填满，这些材料均为热的不良导体，传感器内部散热能力差。如果始终使用大电流供电会导致传感器内部发热过大，从而影响传感器寿命。

发明内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供一种基于程控恒流源的ICP传感器供电装置。本实用新型实现程控电流，满足各频段的要求。

为解决上述问题，本实用新型是这样实现的：一种基于程控恒流源的ICP传感器供电装置，它包括：一个MCU控制电路，它通过数模转换电路连接到一个压控电流源，所述压控电流连接所述ICP传感器。

所述的基于程控恒流源的ICP传感器供电装置，它还包括一个并联的数据采集装卡。

为使压控电流源能输出2～10mA的电流，则需要输入1～5V的电压，该电压由数模转换电路DAC提供，数模转换电路的输入与MCU数控电路的数据线相连，MCU数控电路由单片机或DSP组成。整个装置的工作过程如下：待测设备的高频响应频率fmax通过按键输入给MCU控制电路，MCU数控电路根据公式(1)计算出ICP传感器的供电电流Ic。随后，控制数模转换电路输出对应于该电流下的电压。该电压最终在压控电流源的作用下转换成ICP传感器的供电电流Ic，同时也完成了电路的一次转换和测量过程。若在测试中需提高传感器的高频响应频率fmax，则只需把最新的fmax输入给MCU，电路即能自动调整其输出电流Ic。

由于ICP传感器经过本装置以后的输出即为电压信号，因此本装置能与通用的数据采集卡配套使用，进行设备的振动及冲击测量，因此应用较为广泛。

附图说明

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明：

图1是本发明的测量原理图。

图2是本装置的内部结构示意图。

具体实施方式