Vibrationsmätning med IEPE-accelerometrar

Så fungerar IEPE-accelerometrar, så ställer du in matning, förstärkning och samplingstakt, och vilka ICP DAS-omvandlare och DAQ-moduler passar vibrationstest.

Publicerad 28 oktober 2026

Vibrationsmätning med IEPE-accelerometrar — Foto: Garett Mizunaka · CC0 · Wikimedia Commons

IEPE-accelerometrar är standardgivaren för vibrationsmätning på provbänkar, maskiner och konstruktioner. De är robusta och enkla att kabeldra, men kräver rätt matning, koppling, förstärkning och samplingstakt. Den här artikeln förklarar hur en IEPE-accelerometer fungerar, hur du dimensionerar förstärkning och samplingstakt för ditt frekvensområde, vad du ska kontrollera före den första mätningen och vilka signalomvandlare, DAQ-moduler och givare från ICP DAS som passar.

Så fungerar en IEPE-accelerometer

IEPE står för Integrated Electronics Piezo-Electric. Det piezoelektriska elementet alstrar en laddning som är proportionell mot accelerationen, och en liten förstärkare inne i givaren omvandlar den till en lågimpediv spänning. Förstärkaren matas via samma två ledare som för signalen, oftast en koaxialkabel.

Mätutrustningen levererar en konstant ström på några milliampere från en källa med en compliance-spänning på ungefär 18 till 30 V. När givaren är ansluten uppstår en DC-biasspänning på ledningen, och vibrationssignalen ligger ovanpå den. Accelerometern iSN-701-F15 anger till exempel en bias på 10 till 14 VDC. Ingången måste därför vara AC-kopplad: en kondensator spärrar biasspänningen, och endast den dynamiska signalen går vidare till förstärkaren och A/D-omvandlaren.

Det får två följder. Kopplingskondensatorn bildar ett högpassfilter, så mycket låga frekvenser dämpas. Och skillnaden mellan compliance-spänningen och biasspänningen begränsar hur långt signalen kan svänga innan den klipps.

Känslighet, mätområde och förstärkning

Känsligheten anges i mV/g: en givare på 100 mV/g ger 100 mV vid 1 g. Välj känslighet och förstärkning så att den största förväntade vibrationen inte klipps, samtidigt som den minsta vibration du är intresserad av ligger väl över brusgolvet.

Räkneexempel: en iSN-701-F15-accelerometer (100 mV/g, ±80 g) är ansluten till en SG-3227-signalomvandlare med ±10 V utgång. Förstärkningsinställningen avgör det användbara mätområdet:

Förstärkning SG-3227	Utsignal per g	Mätområde före gränsen ±10 V	Passar för
×1	100 mV/g	±80 g (givarens gräns)	Stötar och höga vibrationsnivåer
×10	1 V/g	±10 g	Allmän maskinvibration
×100	10 V/g	±1 g	Låga nivåer, konstruktioner, tysta maskiner

Förstärkningen påverkar även bandbredden. På SG-3227 är den övre gränsfrekvensen 80 kHz vid ×1 och ×10, och 50 kHz vid ×100.

Samplingstakt kontra frekvensområde

Samplingsteoremet kräver en samplingstakt på mer än dubbla den högsta frekvensen. För spektrumanalys är faktorn 2,56 ett vanligt val eftersom den ger utrymme för antivikningsfiltret. Stötpulser och andra vågformer i tidsplanet kräver ännu snabbare sampling.

Upp till 1 kHz: minst 2,56 kS/s per kanal
Upp till 5 kHz: minst 12,8 kS/s per kanal
Upp till 10 kHz: minst 25,6 kS/s per kanal

I den nedre änden är det AC-kopplingen som sätter gränsen: SG-3227 har en undre gränsfrekvens på 1,6 Hz med 0,1 µF koppling eller 0,2 Hz med 1 µF, och PET-AR400 anger 0,16 Hz. Kontrollera även accelerometern; iSN-701-F15 är specificerad från 0,5 Hz.

På flerkanalsingångar kan samplingstakten bero på antalet aktiva kanaler. PET-AR400 samplar med 128 kHz med en kanal, 64 kHz med två och 32 kHz med tre eller fyra, med en bandbredd på 12,8 kHz (−0,1 dB) för en eller två kanaler och 6,4 kHz för tre eller fyra.

Checklista för uppsättning

Ställ in matningsströmmen enligt givarens datablad. SG-3227 erbjuder 2, 4, 6 eller 10 mA per kanal; högre strömmar hjälper till att driva långa kablar vid höga frekvenser.
Kontrollera biasspänningen före mätning. Ett värde nära noll tyder på kortslutning, ett värde nära matningsspänningen på avbrott. SG-3227 visar detta per kanal med lysdioder: grönt för normalt, gult för avbrott, rött för kortslutning.
Montera givaren styvt. Montering med gängtapp ger det bredaste frekvensområdet; magneter och limplattor sänker den användbara övre frekvensen.
Undvik jordslingor mellan maskin och DAQ-system, till exempel med isolerade ingångar eller en isolerande monteringssockel.

ICP DAS-produkter för IEPE-vibrationsmätning

Signalomvandlare för befintlig DAQ-hårdvara

SG-3227 är en 2-kanalig IEPE-signalomvandlare. Varje kanal ställs in med DIP-switchar för matningsström (2, 4, 6 eller 10 mA) och förstärkning (×1, ×10 eller ×100), och har en spänningsutgång på ±10 V. Utgången kan anslutas till valfri DAQ-ingång med ±10 V mätområde, till exempel det simultant samplande kortet PCIe-8620 eller Ethernet-DAQ-modulen PET-7H16M.

Ethernet-DAQ med IEPE-ingångar

PET-AR400 har fyra differentiella IEPE-ingångar på BNC-kontakter med 4 mA matning, en 24-bitars A/D-omvandlare, AC- eller DC-koppling som väljs med bygel samt triggning på mjukvaru- eller analog tröskel. Data läses via TCP-streaming eller Modbus TCP, med SDK:er för Windows (inklusive LabVIEW) och Linux, och modulen kan strömförsörjas via PoE.

Fristående loggning och permanent övervakning

Dataloggrarna AR-200 och AR-400 samlar in 2 eller 4 IEPE-kanaler simultant med 3 mA matning och 16 bitars upplösning, med upp till 200 kHz (AR-200) eller 125 kHz (AR-400) per kanal. Data lagras på ett microSD-kort för analys i efterhand, och inspelningen kan triggas med tryckknapp, timer, tröskelvärde eller digital ingång.

För permanent övervakning matar iSN-701X en IEPE-accelerometer med 4 mA, omvandlar signalen till karakteristiska vibrationsvärden och larmar när ett värde överskrider sin tröskel. Värdena läses via Modbus TCP eller Modbus RTU; iSN-701X-mA har dessutom en 0/4–20 mA-utgång.

Accelerometrar

iSN-701-F15 är en enaxlig IEPE-accelerometer med känsligheten 100 mV/g, mätområdet ±80 g och ett frekvensområde på 0,5 Hz till 15 kHz, klassad IP68 (utan kabel), med 3 m eller 6 m kabel. Vibrationssensormodulerna iSN-711 och iSN-713 använder MEMS-sensorer i stället för IEPE och passar för lågfrekvent övervakning via RS-485.

Skicka givartyp, frekvensområde och antal kanaler till vårt tekniska säljteam, så hjälper vi dig att sätta ihop mätkedjan.

Produkter för denna tillämpning

PET-7017-10 CR PET-7017-10 PoE Ethernet I/O Module, 10/20-ch Analog Input

The PET-7017-10 is a PoE-powered Ethernet analog input module for engineers who need voltage or current measurement on a networked I/O node. Its inputs can be set as 10 differential or 20 single-ended channels in software, and each channel can be given its own range, so one module can serve mixed sensor types on the same network.Each channel offers a choice of voltage ranges from ±150 mV to ±10 V and current ranges of ±20 mA, 0 ~ 20 mA and 4 ~ 20 mA, selected with jumpers. Resolution is 16-bit, and the module has two sampling modes: normal mode at 10 Hz total and fast mode at 50 Hz total. Open wire detection is available for 4 ~ 20 mA inputs, and differential channels are rated for 240 Vrms overvoltage protection.Configuration and monitoring are handled through a built-in web server with Web HMI, and the module supports Modbus TCP and Modbus UDP. Access is controlled by ID, password and IP filter. The unit is powered either from PoE (IEEE 802.3af, Class 1) or from a +12 ~ +48 VDC terminal block, and it mounts on a DIN rail.ApplicationsBuilding automationFactory automationMachine automationRemote maintenanceRemote diagnosisTesting equipment

3 162,02 kr per st. · mängdrabatt från 10 st.

Detaljer

A-821PGH CR A-821PGH ISA DAQ Board, 16-ch 12-bit Analog Input, 45 kS/s

The A-821PGH CR is a 12-bit multifunction data acquisition board for PC/AT compatible computers with an ISA bus. It combines a fast analogue input stage, a single analogue output channel and TTL-level digital I/O on one card, which suits engineers who need signal capture and simple control from a single slot.The analogue inputs can be configured as 16 single-ended or 8 differential channels, sampling at up to 45 kS/s. The PGH version offers software-programmable gains of 1, 10, 100 and 1000, with input ranges of ±5 V, ±0.5 V, ±0.05 V and ±0.005 V. Triggering is available by software or pacer, with data transfer by polling or interrupt. A 16-bit timer/counter channel is also provided.Connection is through a 37-pin D-Sub connector, and the CA-4002 D-Sub connector is included with this ordering code. The board is rated for an operating temperature of 0 ~ +60°C and carries CE, UKCA, FCC and WEEE marks.ApplicationsSignal analysisIndustrial automationLaboratory automationSensor interfaceFFT & frequency analysisTransient analysisProduction testProcess control

2 377,04 kr per st. · mängdrabatt från 10 st.

Detaljer

A-821PGH/S CR A-821PGH/S ISA Multifunction DAQ Board, 16-ch 12-bit AI, 45 kS/s

The A-821PGH/S CR is a 12-bit multifunction data acquisition board for PC/AT compatible computers with an ISA bus. It combines 16 single-ended or 8 differential analogue inputs with one 12-bit analogue output, 16 digital inputs and 16 digital outputs, and a 16-bit timer/counter channel, all on one board.The analogue inputs sample at up to 45 kS/s and support software, pacer, external and event triggering. Data can be transferred by polling, interrupt or DMA, which suits both simple monitoring and time-critical acquisition. The A-821PGH variant of this series offers software-programmable gains of 1, 10, 100 and 1000.This ordering code is supplied with a DB-8225 terminal board and a CA-3710 D-Sub cable, rather than the CA-4002 D-Sub connector listed for the base A-821PGH. The board carries CE, UKCA, FCC and WEEE marks and operates from 0 ~ +60 °C.ApplicationsSignal analysisIndustrial automationLaboratory automationSensor interfaceFFT & frequency analysisTransient analysisProduction testProcess control

2 940,90 kr per st. · mängdrabatt från 10 st.

Detaljer

A-821PGL CR A-821PGL ISA Multifunction DAQ Board, 16-ch 12-bit AI, 45 kS/s

The A-821PGL is a 12-bit ISA bus multifunction board for engineers who need analogue acquisition, analogue output and digital I/O in a single PC expansion card. It provides 16 single-ended or 8 differential analogue inputs sampling at up to 45 kS/s, making it suited to signal analysis and transient capture.The low gain version offers software programmable gains of 1, 2, 4 and 8 for the analogue input channels. Several trigger sources are available, including software, pacer, external and event triggers, and data can be moved by polling, interrupt or DMA. The board also includes an analogue output with 0 ~ 5 V and 0 ~ 10 V ranges, along with 16 digital inputs and 16 digital outputs at 5 V/TTL levels and one 16-bit timer/counter channel.This ordering code includes one CA-4002 D-Sub connector for field wiring. The board is specified for an operating temperature of 0 ~ +60 °C.ApplicationsSignal analysisIndustrial automationLaboratory automationSensor interfaceFFT and frequency analysisTransient analysisProduction testProcess control

2 332,82 kr per st. · mängdrabatt från 10 st.

Detaljer