Что такое icp датчик

19.04.202226.04.2022 admin 0 Comments

Терминология: Датчик ICP

ICP® датчик – это пьезоэлектрический датчик с внутренним предусилителем заряда.

ICP-датчик подключается по двухпроводной схеме. Питание датчика должно происходить от внешнего источника постоянного тока (до 20 мА), а выходной сигнал ICP-датчика – это переменная составляющая напряжения на выходе ICP-датчика с максимальным амплитудным значением порядка 8 В. Важно то, что ICP-датчик своей электроникой всегда поддерживает уровень постоянной составляющей напряжения сигнала на выходе (напряжение смещения) порядка 10 В (например, в случае амплитуды переменной составляющей 8 В мгновенное напряжение может меняться в границах (10 ± 8) В).

Правильность подключения ICP датчика можно оценить непосредственным измерением напряжения смещения вольтметром постоянного тока. Типичный паспортный диапазон значений напряжения смещения составляет от 8 до 12 В (но рекомендуется сверить измеренное значение с паспортными данными на конкретный датчик).

ICP-датчик является относительно низкоомным источником переменного напряжения сигнала, его выходное сопротивление составляет около 100 Ом.

Особая экономическая выгода и простота использования ICP-датчика при построении измерительного тракта достигается при совместном использовании с модулем АЦП со специализированными под ICP-датчик входами, например, совместно с LTR24-2, LTR25, поскольку не требуется каких-либо дополнительных устройств: эти специализированные АЦП полностью обеспечивают все необходимые электрические условия работы ICP-датчика.

Но ICP-датчики можно подключить и к АЦП общего применения с высокоомным входом (например, LTR22, LTR24-1) с применением специального устройства согласования (стабилизатор тока и RC-цепь в экранированной конструкции) с внешним источником питания. Однако, подобное устройство согласования не обеспечивает совместимость с АЦП с входным коммутатором каналов в многоканальном режиме.

По своей конструкции ICP-датчик может быть изолированным или неизолированным. Изолированный ICP-датчик, как правило, имеет два изолированных от корпуса выхода A (+) и B (-), и корпус датчика непосредственно привинчивается к объекту измерения. Неизолированный ICP-датчик, как правило, имеет коаксиальный выход, экран которого связан с корпусом датчика.

При выборе ICP-датчика основными характеристиками являются:

Поскольку цепь питания ICP-датчика – токовая, то значением переменной составляющей тока питания I_P [A] ограничена максимальная скорость изменения напряжения dU/dt [В/c] при данной ёмкости кабеля C [Ф], поскольку для любой ёмкости справедливо уравнение:
dU / dt = I_P / C.
Таким образом, чем больше ток питания ICP-датчика, тем большую длину кабеля можно обеспечить при заданной верхней границе полосы частот пропускания и при том же уровне выходного сигнала датчика.

Развитием технологии IEPE или ICP является технология датчиков TEDS (IEEE 1451.4 Class 1 two-wire).

Источник

ICP технология

ICP технология

Технология ICP (Integrated Circuit-Piezoelectric) была разработана компанией PCB Piezotronics в соответствии со стандартом IEPE и используется для производства датчиков вибрации, удара, тензодатчиков, датчиков силы и датчиков давления. Аналогичнаые технологии по изготовлению датчиков — CCLD, DeltaTron и ISOTRON.

Что такое ICP датчик

ICP датчик — устройство, используемое для измерения динамического давления, силы, деформации или ускорения. Датчик состоит из чувствительного элемента, выполненного из пьезоэлектрического материала, который преобразует механическую нагрузку в электрический сигнал, а также из микросхемы, используемой для усиления сигнала и его передачи на внешние устройства. Поскольку пьезоэлементы генерируют электрический сигнал лишь под действием динамических сил, акселерометры не могут измерять механические колебания с доходящими до 0 Гц частотами. Используемый предусилитель определяет скорость утечки генерируемого пьезоэлементами акселерометра электрического сигнала.

Питание встроенного предусилителя заряда осуществляется по двупроводной схеме.

Подключение

Все ICP датчики для своей корректной работы требуют источника питания постоянного тока. Типовая система подключения включает в себя ICP датчик, двухпроводный кабель и источник питания постоянного тока, как показано на рис.1

Рис.1 Типовая схема подключения ICP датчиков.

1 — от 18 до 30 В постоянного тока; 2 — источник тока; 3 — разделительный конденсатор (типовое значение 22 мкФ, >35 В постоянного тока); 4 — сопротивление фильтра; 5 — измерительный прибор; 6 — 2-контактный соединитель; 7 — усилитель; 8 — пьезоэлектрический кристалл; 9 — клетка Фарадея; 10 — датчик корпуса.

Преобразователь сигналов состоит из стабилизированного источника питания с напряжением 18…30 В постоянного тока (батарейного или сетевого), источника тока (или эквивалентной схемы постоянного тока), и конденсатора для развязки сигнала.

Упомянутый прибор стабилизации тока используется вместо резистора по нескольким причинам. Очень высокое динамическое сопротивления источника тока дает коэффициент усиления истокового повторителя, который очень близок к единице и не зависит от входного напряжения. Кроме того, источник тока можно заменить для обеспечения больших значений тока при подключении постоянного тока, как показывается на рис.2 (Корректная ориентация источника тока в схеме имеет решающее значение для должной работы). За исключением специальных моделей, стандартные ICP датчики для должной работы требуют минимум 2 мА.

Рис. 2 Источник постоянного тока

1 — физическая конфигурация; 2 — направление протекания постоянного тока; 3 — эквивалентная электрическая схема.

Типовое предельное значение для источника тока такого типа составляет максимум 4 мА; однако несколько источников тока можно включить параллельно для больших уровней тока. Все преобразователи сигналов с сетевым питанием должны вместо источников тока использовать схемы постоянного тока (ток до 20 мА), особенно при использовании протяженных кабелей.

Развязка сигнала данных осуществляется в выходном каскаде преобразователя сигналов. Конденсатор емкостью от 10 до 30 мкФ совместно с резистором сдвигают уровень сигнала удаления напряжения смещения датчика. Результатом является работа в режиме переменного тока без дрейфа.

Источник

Датчик icp что это

Что такое ICP. Датчики ICP и их подключение.

Технология ICP

ICP датчики

ICP ® датчик это пьезоэлектрический датчик с микроэлектронным предусилителем заряда, он может быть как встроенным, так и выносным (высокотемпературные). Питание встроенного усилителя производится по двух проводной схеме, и использует те же провода, по которым идет сигнал от датчика. Постоянный ток запитывает встроенный усилитель, который, в свою очередь, преобразовывает высоко-импедансный зарядовый сигнал с пьезоэлектрического кристалла в низко-импедансное напряжение для последующей передачи на анализатор сигналов.

Преимущество такого датчика в его легкости использования, дешевизне кабеля и возможности протягивать кабельные линии более чем на 300 метров.

Широко распространены пьезоэлектрические ICP акселерометры, так же бывают ICP датчики давления, силы, ICP микрофоны и др.

Подключение ICP акселерометров.

ICP акселерометры являются частью измерительного канала и подключаются к ICP преобразователям, которые преобразуют ICP сигнал в напряжение/ток и далее могут подключаться к АЦП регистрирующей аппаратуры.

Термин: Датчик ICP

ICP® датчик – это пьезоэлектрический датчик с внутренним предусилителем заряда.

Правильность подключения ICP датчика можно проконтролировать, например, непосредственным измерением напряжения смещения вольтметром постоянного тока. Типичный паспортный диапазон значений напряжения смещения составляет от 8 до 12 В (но рекомендуется сверить измеренное значение с паспортными данными на конкретный датчик). У классического ICP-датчика напряжение смещения, определяющее «рабочую точку» ICP-датчика, не несёт информацию об измеряемом сигнале, а несёт информацию об исправности датчика и исправности линий, которыми он подключен.

ICP-датчик является относительно низкоомным источником переменного напряжения сигнала, его выходное сопротивление типично составляет около 100 Ом. Со стороны приёмника сигнала ICP-датчик запитывается от высокоомного источника постоянного тока. Отсутствие низкоомной нагрузки со стороны приёмника обеспечивает независимость от сопротивления проводов результата измерений переменной (информационной) составляющей сигнала. Постоянное напряжение смещения, вызванное протеканием постоянного тока питания через сопротивления проводов, не влияет на переменную составляющую измеряемого напряжения сигнала.

При выборе ICP-датчика основными характеристиками являются:

Поскольку цепь питания ICP-датчика – токовая, то значением переменной составляющей тока питания I_P(t) [A] ограничена максимальная скорость изменения напряжения dU(t)/dt [В/c] при данной ёмкости кабеля C [Ф], поскольку для любой ёмкости справедливо уравнение:
dU(t) / dt = I_P(t) / C.

Таким образом, чем больше ток питания ICP-датчика, тем большую длину кабеля можно обеспечить при заданной верхней границе полосы частот пропускания и при том же уровне выходного сигнала датчика. Заметим сразу, что удвоение значения тока питания датчика можно достичь путём параллельного соединения ICP-входов некоторых АЦП, например, LTR24-2, LTR25.

Ограничение верхней частоты F_в [Гц] полосы пропускания реального ICP-датчика (вследствие влияния ёмкости кабеля и тока питания) можно оценить по формуле:
F_в= I_P / (π*U_m*C),
где π=3,14; U_m– амплитудное значение напряжения на выходе ICP-датчика [В]; I_P – амплитудное значение переменной составляющей тока через датчик; C – ёмкость кабеля [Ф].

Это означает, что даже при низкоомном ICP-датчике (R мало) амплитудное значение переменной составляющей тока датчика I_P не может превысить значение
0,5 (I_ICP — I )_. Если же R не мало, то амплитудное значение переменной составляющей тока датчика I_P будет также ограничено величиной 0,5 * U_m/R.

Ёмкость кабеля можно вычислить, зная погонную ёмкость кабеля [Ф/м] и фактическую длину кабеля. Амплитудное значение напряжения можно оценить, зная коэффициент передачи датчика (например, [В/(м/с 2 )] — для датчика ускорения) и максимальное физическое воздействие на датчик (например, максимальное измеряемое ускорение [В/(м/с 2 )] — для датчика ускорения).

Развитием технологии IEPE или ICP является технология датчиков TEDS (IEEE 1451.4 Class 1 two-wire).

Использование термина

Термин используется при описании совместимого с технологией IEPE оборудования, например, при описании совместимости с ней входов модулей АЦП LTR24-2 и LTR25, а также при описании функции эквивалента ICP-датчика модуля LTR35 производства OOO «Л Кард»:

Разрядность: 24 бита
Частота преобразования до 117 кГц на канал
Каналов: 4 дифференциальных + 4 для ICP-датчиков или тензорезисторов
Диапазоны: ±2 В…±10 В