Utilisation de câbles longs avec des capteurs IEPE

Aperçu

Lorsque vous utilisez des câbles très longs avec des capteurs IEPE, la capacité ajoutée dans le câble peut affecter la réponse en fréquence du capteur en filtrant une partie du contenu haute fréquence. La capacité du câble, le niveau de sortie du capteur et la quantité de courant IEPE fournie au capteur sont tous des variables qui déterminent la réponse en fréquence. La réponse en fréquence peut être modélisée et théoriquement calculée. Le site Web de PCB contient de bonnes informations sur cette théorie. Voici un lien : PCB - Conduite de longs câbles

Contenu

Configuration du test :

Pour obtenir une réponse en fréquence du câble testé, une analyse sinusoïdale par balayage a été effectuée de 1kHz à 80kHz à différentes amplitudes de tension.  Le PXI-4461 et l'exemple Swept Sine pour LabVIEW de la Suite Sound and Vibration Measurement fournissaient l'implémentation des mesures matérielles et logicielles.  Un adaptateur d'entrée de préamplificateur GRAS a été utilisé pour qu'un signal de tension puisse être appliqué au préamplificateur.  La longueur de câble testée a connecté le préamplificateur GRAS et l’unité d’alimentation de la source de courant Dytran.  Le Dytran 4115B peut faire varier le courant de sortie entre 2 mA et 20 mA.  Cette configuration de test nous a permis de varier le type de câble, la quantité de courant IEPE et le niveau du signal du capteur.

 

Résultats :

Des tests ont été effectués sur trois câbles différents :

Câble

Capacité/ft

Capacité totale

100 pieds RG-62

13,5 pF/pi

1,35 nF

500 pieds RG-58

28,8 pF/pi

14,4 nF

1000 pieds RG-174

30,5 pF/pi

30,5 nF

 

Les graphiques ci-dessous montrent la sortie de fréquence filtrée pour un balayage de 1 kHz à 80 kHz avec trois amplitudes de signaux différentes (250 mV, 1 V, 5 V) et des courants IEPE de 2 mA, 4 mA, 10 mA et 20 mA. Les valeurs de fréquence représentent une fréquence de bande passante de 0,1 dB de variation (fréquence à laquelle la voie de réponse a varié de plus de 0,1 dB par rapport à la voie de stimulus).

 


Amplitude du signal de pic
5V

 


Amplitude du signal de pic 1V

 


Amplitude du signal de pic
250 mV

Notez que les zones représentées sur ces graphes sont définies par les trois points de test des câbles.  Si vous utilisez une longueur de câble qui n’a pas été testée et que votre fréquence d’intérêt est proche d’une limite de courant IEPE, l’approche la plus sûre est d’utiliser un câble plus court ou d’utiliser la valeur de courant IEPE la plus élevée.

Conclusions :

Vous ne devriez vous soucier de l'utilisation de longues longueurs de câble avec des capteurs IEPE que si vous êtes intéressé par une gamme de fréquences supérieure à 10 kHz et que vous utilisez un câble de plus de 300 pieds.   Si votre application nécessite cela, ces résultats peuvent vous donner une meilleure idée de la longueur de câble que vous pouvez utiliser.  Si la distance entre le périphérique de mesure et le capteur est une exigence qui ne peut pas être modifiée, vous pouvez choisir un périphérique de mesure capable de fournir suffisamment de courant IEPE pour entraîner le long câble.  Les produits NI supportent plusieurs valeurs de courant IEPE différentes :

Produits

Courant IEPE maximal (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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