Uso de cables largos con sensores IEPE

Información general

Cuando se utilizan cables muy largos con sensores IEPE, la capacitancia añadida en el cable puede afectar a la respuesta de frecuencia del sensor al filtrar parte del contenido de alta frecuencia. La capacitancia del cable, el nivel de salida del sensor y la cantidad de corriente IEPE suministrada al sensor son variables que determinan la respuesta de frecuencia. La respuesta en frecuencia puede modelarse y calcularse teóricamente. El sitio web de PCB tiene buena información sobre esta teoría. He aquí un enlace: PCB - Conducción de cables largos

Contenido

Configuración de la prueba:

Para obtener una respuesta de frecuencia del cable bajo prueba, se realizó un análisis de seno barrido de 1 kHz a 80 kHz a diferentes amplitudes de voltaje.  El PXI-4461 y el ejemplo de seno barrido para LabVIEW en el Sound and Vibration Measurement Suite proporcionaron la implementación de medición de hardware y software.  Se utilizó un adaptador de entrada de preamplificador GRAS para que se pudiera aplicar una señal de voltaje al preamplificador.  La longitud del cable bajo prueba conectó el preamplificador GRAS y la unidad de alimentación de la fuente de corriente Dytran.  El Dytran 4115B puede variar la corriente de salida entre 2mA y 20mA.  Esta configuración de prueba nos permitió variar el tipo de cable, la cantidad de corriente IEPE y el nivel de señal del sensor.

 

Resultados:

Las pruebas se realizaron en tres cables diferentes:

Cable

Capacitancia/pie

Capacitancia total

100 pies RG-62

13,5 pF/pie

1,35 nF

500 pies RG-58

28,8 pF/pie

14,4 nF

1000 pies RG-174

30,5 pF/pie

30,5 nF

 

Los siguientes gráficos muestran la salida de frecuencia filtrada para un barrido de 1 kHz a 80 kHz con tres amplitudes de señal diferentes (250mV, 1V, 5V) y corrientes IEPE de 2mA, 4mA, 10mA y 20mA. Los valores de frecuencia representan una frecuencia de paso de banda de 0,1 dB de variación (frecuencia en la que el canal de respuesta ha variado en más de 0,1 dB en referencia al canal de estímulo).

 


Amplitud
de señal pico de 5V

 


Amplitud
de señal pico de 1V

 


Amplitud
de señal pico de 250 mV

Tenga en cuenta que las áreas representadas en estos gráficos están definidas por los tres puntos de prueba del cable.  Si está utilizando una longitud de cable que no ha sido probada y su frecuencia de interés cae cerca de un límite de corriente IEPE, el enfoque más seguro es utilizar un cable más corto o utilizar el valor de corriente IEPE más alto.

Conclusiones:

Solo debe preocuparse por usar longitudes de cable largas con sensores IEPE si está interesado en un rango de frecuencia de más de 10 kHz y usar un cable más largo de 300 pies.   Si su aplicación lo requiere, estos resultados pueden darle una mejor idea de la longitud de cable que puede usar.  Si la distancia entre el dispositivo de medición y el sensor es un requisito que no se puede cambiar, puede elegir un dispositivo de medición que pueda proporcionar suficiente corriente IEPE para accionar el cable largo.  Los productos NI admiten varios valores de corriente IEPE diferentes:

Productos

Corriente máxima del IEPE (mA)

NI-9218

2

NI-9230

4

NI-9232

4

NI-9234

2

NI-443x

4

NI-4461, NI-4462

10

NI-4464

20

NI-4480

20

NI-449x

4

 

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