定义
IEPE(Integrated Electronics Piezoelectric,内置电路压电)加速度计将压电敏感元件与前置放大器集成,通过恒流供电(通常 4mA)输出电压信号。需配 IEPE 采集器或带 IEPE 输入的网关。与 MEMS 相比,IEPE 频响更宽、动态范围更大,适用于精密振动监测。
工作原理
IEPE 采用两线制:恒流源(2~20mA,常用 4mA)经同轴电缆供电,加速度产生的电荷经内置放大器转换为电压,叠加在直流偏置上输出。采集端 AC 耦合提取交流信号,经 ADC 采样。供电电压需满足传感器工作范围(通常 18~30V DC)。同轴电缆可长达数百米,抗干扰能力强。灵敏度常用 mV/g 表示,需与采集器量程匹配。
与 MEMS 对比
MEMS 加速度计体积小、成本低、功耗低,适合嵌入式、大批量应用,频响通常 0~数 kHz;IEPE 频响可达 0.5Hz~数十 kHz,动态范围大,适合精密振动、FFT 频谱分析、轴承故障诊断。工业预测性维护、旋转机械监测多采用 IEPE;消费电子、结构健康监测多采用 MEMS。
应用场景
旋转机械(电机、风机、泵、压缩机)振动监测;轴承、齿轮故障诊断;FFT 频谱分析、包络分析;结构健康监测;模态分析。边缘网关、数据采集器需提供 IEPE 输入接口(恒流供电+AC 耦合+ADC),支持多通道同步采集,数据经 Modbus、OPC UA、MQTT 上报至预测性维护平台。