Интегрированная электроника Пьезоэлектрический
Интегрированная электроника Пьезоэлектрический ( IEPE ) характеризует технический стандарт для пьезоэлектрических датчиков , которые содержат встроенную электронику преобразования импеданса . Датчики IEPE используются для измерения ускорения , силы или давления . Измерительные микрофоны также соответствуют стандарту IEPE. Другие фирменные названия того же принципа — ICP, CCLD, IsoTron или DeltaTron.
Электроника датчика IEPE (обычно реализованная в виде схемы на полевом транзисторе ) преобразует сигнал с высоким импедансом пьезоэлектрического материала в сигнал напряжения с низким импедансом, обычно составляющим 100 Ом . Преимущество сигнала с низким импедансом заключается в том, что его можно передавать по кабелям большой длины без потери качества сигнала. Кроме того, больше нет необходимости в специальных малошумящих кабелях, которые в противном случае необходимы для использования с пьезоэлектрическими датчиками.
Цепь датчика питается постоянным током . Отличительной особенностью принципа IEPE является то, что питание и сигнал датчика передаются по одному экранированному проводу.
Большинство датчиков IEPE работают при постоянном токе от 2 до 20 мА. Обычное значение составляет 4 мА. Чем выше постоянный ток, тем больше возможная длина кабеля. Кабели длиной в несколько сотен метров можно использовать без потери качества сигнала. Подача постоянного тока на датчик IEPE приводит к появлению на выходе положительного напряжения смещения, обычно от 8 до 12 В. Фактический измерительный сигнал датчика добавляется к этому напряжению смещения. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Напряжение питания или напряжение источника постоянного тока должно составлять от 24 до 30 В, что примерно в два раза превышает напряжение смещения. Это обеспечивает максимальные амплитуды в положительном и отрицательном направлении.
Типичный источник питания датчика IEPE с постоянным током 4 мА и напряжением соответствия 25 В имеет потребляемую мощность 100 мВт. Это может быть недостатком систем с батарейным питанием. Для таких применений существуют датчики IEPE малой мощности, которые могут работать при постоянном токе всего 0,1 мА от источника питания 12 В. Это может сэкономить до 90 % электроэнергии. [ 4 ]
Многие измерительные приборы, предназначенные для пьезоэлектрических датчиков или измерительных микрофонов, имеют на входе встроенный источник постоянного тока IEPE. В измерительных приборах с входом IEPE напряжение смещения часто используется для обнаружения датчика. Если сигнал находится близко к напряжению постоянного тока, датчик отсутствует или кабельный путь прерван. Сигнал, близкий к напряжению насыщения, указывает на короткое замыкание в датчике или кабеле. Между этими двумя пределами был обнаружен работающий датчик. Напряжение смещения отсекается разделительным конденсатором на входе прибора, и переменного тока далее обрабатывается только сигнал .
Пьезоэлектрические датчики, которые не имеют электроники IEPE, то есть с выходом заряда, остаются зарезервированными для применений, где требуются самые низкие частоты, высокие рабочие температуры, чрезвычайно большой динамический диапазон , очень энергосберегающая работа или чрезвычайно компактная конструкция.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Левинзон, Феликс (2015). Пьезоэлектрические акселерометры со встроенной электроникой . Спрингер. ISBN 978-3-319-08078-9 .
- ^ Уилсон, Джон С.; Болл, Стюарт; Хаддлстон, Крид (2008). Тестирование и измерение: знай все . Ньюнес. п. 103. ИСБН 978-1856175302 .
- ^ Хэвлок, Дэвид; Соноко, Кувано; Форлендер, Майкл (2008). Книги в Google Play Справочник по обработке сигналов в акустике . Спрингер. п. 1321. ИСБН 978-0387776989 .
- ^ Датчик давления управления впрыском Zibbix ICP для 94-03 7.3L Powerstroke