多年來，傳感器制造商都會給傳感器提供相應(yīng)的高質(zhì)量信號調(diào)理放大器,。特別是電荷式壓電傳感器（PE）及電壓式壓電傳感器（IEPE,，內(nèi)部帶集成電路的壓電傳感器），加速度計制造商都會提供相應(yīng)的放大器,。這些放大器使用非常靈活,，它允許用戶為下游的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)置任一的加速度計輸入靈敏度及輸出放大倍數(shù)。

大多數(shù)情況下,，加速度計制造商只滿足于提供信號調(diào)理放大器,，將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)市場空間置身于身外。然而，隨著使用IEPE加速度計快速普及及增長,，并且組建IEPE加速度計的信號調(diào)理器看起來非常簡單容易,，有一些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廠商開始提供集成在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的IEPE加速度計信號調(diào)理器。當使用這些信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時非常方便,，并且可以降低用戶成本的同時保證他們的測量達到他們所要求的高水準,。這些因素下面會單獨討論。

電源要求---電流

不像電荷式壓電加速度計,， IEPE加速度計需要電源才能工作,。這些信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須能夠提供適合加速度計要求的電源。由于不同的IEPE加速度計要求的電源不同,，因此用戶必須參考加速度計技術(shù)說明書上的電源要求,。(這里沒有針對IEPE的統(tǒng)一行業(yè)標準，比如ISA或ANSI沒有定義IEPE).如果沒有合適的電源滿足加速度計的規(guī)格要求,，用戶就不能保證加速度計正常工作,，這樣就會有得到低質(zhì)量或無效測試數(shù)據(jù)的風(fēng)險。IEPE的電源模式是獨特的,，它使用恒流電源,，而不是使用恒壓電源給加速度計的內(nèi)部電路提供電源。參照圖1所示的IEPE電源模式的通用示意圖,。首先要考慮的因素就是用戶必須確認他們的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠提供足夠的恒流電源。IEPE加速度計經(jīng)常定為在一個很寬的電流范圍下都可以正常工作,，通常最小電流定義為2mA,。無論加速度計定義的最小電流為何數(shù)值，用戶必須保證他們的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以提供這個最小電流,。這個應(yīng)該在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的規(guī)格書詳細說明,，或它也可以被測量出來。參考圖2來測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以提供的最小電流值,。使用一個1K ohm的電阻連接IEPE電源和接地線,，然后使用電流表測量通過電阻的電流。這個電流就是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以提供的電流,。這個1K ohm的電阻模擬一個加速度計,，而且它能有效的告訴數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)打開恒流電源。

對于需要使用長電纜的應(yīng)用場合,，或是高幅值及高頻率的振動的測量,，需要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供比加速度計規(guī)定的最小電流值更高的電流。這個問題會在后面部分討論,。

電源要求---恒流制輸出電壓

當IEPE電源模式使用恒流源時,，為了它輸出的電壓信號不會出現(xiàn)失真現(xiàn)象，加速度計仍然需要一個電壓源。這個電壓源通常稱為恒流制輸出電壓源,，它就是一個恒流源所能輸出的最大電壓,。如果信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不能提供足夠高的電壓，加速度計可能達不到用戶預(yù)期的如規(guī)格書所定義的滿量程范圍,，從而得到一個失真的輸出信號及錯誤的數(shù)據(jù),。IEPE加速度計用戶必須考慮他們的信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是否可以提供加速度計所需要的恒流制輸出電壓。和恒流源一樣,，IEPE加速度計經(jīng)常定為在一個很寬的電壓范圍下都可以正常工作,，通常最小電壓定義為18VDC,但是可以高達24VDC。用戶必須保證他們的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠提供所要求的最小電壓,。和恒流源一樣,，這個恒流制輸出電壓應(yīng)該在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的規(guī)格書上說明。不過它的近似值可以通過下面的簡單方法測量出來,。參照圖3所示,。使用一個50K ohm 的電阻連接IEPE電源和接地線。測試該電阻兩端的電壓,，該電壓值就是恒流制輸出電壓的近似值,。  

    要注意在某些特殊的情況下，允許IEPE加速度計在略小于所要求的最小恒流源及電壓的情況下工作,，但是在任何情況下都不允許加速度計在超過規(guī)定的最大恒流源及電壓下工作,。在這種情況下有永久損壞加速度計的風(fēng)險。

噪音考慮

許多IEPE加速度計具備非常好的噪音性能,，但是如果信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不能利用加速度計這個性能,，它就會降低加速度計的高性能特性。用戶必須考慮數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的噪音性能不會降低加速度計測量數(shù)據(jù)的品質(zhì),。

一些低成本的信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在這方面尤其有問題,。從IEPE電源的內(nèi)在工作方式（見圖1）可以看出，任何起源于穩(wěn)流器供應(yīng)電源的噪音會直接加載到加速度計的輸出信號,。通常,， 一些低成本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用的供應(yīng)電源是由一些簡單的開關(guān)直流變壓器供電，他們通常噪音很大,。對于這個噪音,，除了盡量不使用這些低成本及低端的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)外，通常用戶沒有太多辦法控制,。在信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)積分過程中,，噪音這個最顯著的弱點就會被凸顯出來。

頻率響應(yīng)---高頻響應(yīng)

用戶必須根據(jù)實際應(yīng)用考慮他們所使用儀器的頻率極限,，上限頻率及下限頻率,。IEPE加速度計的頻率響應(yīng)通常比較好，但是，和噪音性能一樣,，用戶必須保證信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不會降低頻率響應(yīng)的性能到不能接受或達不到預(yù)期的水準,。

系統(tǒng)的高頻響應(yīng)取決于被測量的最大加速度信號幅值、加速度計于信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間電纜的電容值（電纜的長度）及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可用來驅(qū)動電纜的恒流源電流大小,。這個關(guān)系可以用下面的數(shù)學(xué)表達式表示：

這里

I—用來驅(qū)動電纜的恒定電流大?。▎挝唬篈）

a—預(yù)期的被測量加速度信號幅值（單位：g）

S—加速度計靈敏度（單位：V/g）

L—電纜總長度（任一長度單位）

C—電纜每單位電容值（單位：F/長度單位，這個長度單位必須和電纜的長度單位一致）

（注意從信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供的恒流源應(yīng)該減去1mA.這個1mA是消耗在加速度計的電路本身,，而其余的電流用來驅(qū)動電纜）

從上面這個方程式可以清楚的看出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供的電流大小和高頻截止頻率（-3dB）成正比,。如果數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供的電流不足，即使達到了加速度計的最小電流要求,，也會降低測量系統(tǒng)的帶寬,。用戶必須考慮信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以提供多大的電流以保證系統(tǒng)的頻率帶寬足夠滿足所進行的測量要求。如果系統(tǒng)需要使用非常長的電纜或需要測量高幅值及/或高頻信號時特別要注意這點,。

頻率響應(yīng)---低頻響應(yīng)

IEPE加速度計在正常供電后,，會輸出一個直流偏壓， 同時還會輸出一個和加速度值成比例的動態(tài)交流信號,。這是IEPE電源模式的固有特性,。直流偏壓必須在信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中過濾掉，以便動態(tài)信號進行下一步處理,。這個通常使用一個RC網(wǎng)絡(luò)完成,，這樣就設(shè)定了系統(tǒng)的低頻響應(yīng)。用戶必須考慮信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的低頻截止頻率是否適合他們的應(yīng)用,。加速度計也許指定了一個非常低的低頻頻率點,，但是如果數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的低頻點沒有達到同樣（或更好）的水準，它也會降低加速度計的低頻性能,。

結(jié)論

 總之，用戶在使用IEPE加速度計時要考慮好這幾個因素,，特別是在使用新的信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),。這些因素是：

1.  保證信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供足夠的恒定電流來給加速度計供電。

2.  保證信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供加速度計所要求的恒流制輸出電壓,。

3.  考慮信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的噪音性能,。許多低成本系統(tǒng)會大大降低加速度的噪音性能。

4.  考慮測試系統(tǒng)的高頻頻率響應(yīng),。特別是保證在使用非常長電纜或測量高幅值及/或高頻加速度信號時,，信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠提供組后的電流。

5.  考慮信號調(diào)理器/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的低頻頻率響應(yīng),。

正確處理好這些因素可以幫助用戶避免從IEPE加速度計得到錯誤的數(shù)據(jù),，同時保證測量數(shù)據(jù)的品質(zhì)達到預(yù)期及所要求的水準。在開發(fā)飛行器及非常關(guān)注乘客及工作人員安全的這類關(guān)鍵應(yīng)用中尤其是這樣。