AUSWAHLÜBERLEGUNGEN FÜR BESCHLEUNIGUNGSMESSER Charge und ICP® Integrated Circuit Piezoelectric (integrierte piezoelektrische Schaltung)

Es gibt eine große Auswahl an Ladungs- (PE) und Integrated Circuit Piezoelectric (ICP®)-Beschleunigungsmessern für eine Vielzahl von Stoß- und Schwingungsmessanwendungen. Die Auswahlkriterien sollten die elektrischen und physikalischen Spezifikationen des Beschleunigungsmessers, die Leistungseigenschaften sowie Umwelt- und Betriebsüberlegungen umfassen. Der Vergleich der Vor- und Nachteile der beiden Systeme kann hilfreich sein, um einen Beschleunigungsmesser und ein Messsystem auszuwählen, das sich am besten für eine bestimmte Labor-, Feld-, Fabrik-, Unterwasser-, Schiffs- oder Luftfahrtanwendung eignet. Einführung In diesem Dokument werden die Überlegungen zur Sensorauswahl für zwei allgemeine Arten von piezoelektrischen Sensoren behandelt. Hochohmiger, ladungsausgebender (PE) Typ und ICP® mit einem charakteristischen niederohmigen Ausgang. Zusätzlich zu den elektrischen und physikalischen Eigenschaften des Sensors spielen mehrere Faktoren eine Rolle bei der Auswahl eines Beschleunigungsmessers für eine bestimmte Anwendung. Zu diesen Faktoren gehören Umwelt, Betrieb, Kanalanzahl und Systemkompatibilität

Einführung
Dieses Dokument befasst sich mit den Überlegungen zur Sensorauswahl für zwei allgemeine Arten von piezoelektrischen Sensoren. Hochohmiger, ladungsausgebender
(PE) Typ und ICP® mit einem charakteristischen niederohmigen Ausgang. Zusätzlich zu den elektrischen und physikalischen Eigenschaften des Sensors spielen mehrere Faktoren
eine Rolle bei der Auswahl eines Beschleunigungsmessers für eine bestimmte Anwendung. Zu diesen Faktoren gehören Umwelt, Betrieb, Kanalanzahl
und Systemkompatibilität.

PIEZOELEKTRISCHE (PE) BESCHLEUNIGUNGSMESSER

PE-Beschleunigungsmesser erzeugen einen hochohmigen, elektrostatischen Ladungsausgang als Reaktion auf mechanische Belastungen, die auf ihr piezoelektrisches Keramik- oder Kristallsensorelement ausgeübt werden. Aufgrund ihrer hohen Ladungsempfindlichkeit werden Piezo-Keramiken häufig in Beschleunigungsmessern im Ladungs- und Spannungsmodus eingesetzt. Quarz, der allgemein als das stabilste aller piezoelektrischen Materialien anerkannt ist, wird auch häufig in Allzweck-ICP® Beschleunigungsmessern, Kalibrierungsübertragungsstandards sowie PE-Druck- und Kraftsensoren verwendet. Ladungsausgangssysteme sind seit etwa 40 Jahren verfügbar. PE-Beschleunigungsmesser arbeiten über ein rauscharmes Kabel in einen hochohmigen Ladungsverstärker, der das Ladungssignal in ein verwendbares niederohmiges Spannungssignal für Erfassungszwecke umwandelt. Der Ladungsverstärker sorgt für die Signalimpedanzwandlung, Normalisierung und Verstärkungs-/Bereichsanpassung. Optionen können Filterung, Integration für Geschwindigkeit und/oder Verschiebung sowie die Anpassung der Eingangskonstante umfassen, die das Niederfrequenzverhalten bestimmt. Moderne Ladungsverstärker sind mit effektiveren rauscharmen Schaltungen ausgestattet und können vereinfachte LCD-Anzeigen und digitale Bedienelemente integrieren. Einige "Dual-Mode"-Modelle arbeiten sowohl mit PE- als auch mit ICP® Beschleunigungsmessern. Der Hauptvorteil des Laborladesystems ist die Flexibilität bei der Anpassung und Steuerung des elektrostatischen Ladungsausgangs des PE-Beschleunigungsmessers. Miniatur-Festkörper-Ladungsverstärker, im Allgemeinen mit festen Eigenschaften, wurden historisch für Luftfahrtanwendungen verwendet. PE-Beschleunigungsmesser können auch bei höheren Temperaturen arbeiten als ICP®-Beschleunigungsmesser mit eingebauter Elektronik. Die Haupteinschränkungen des PE-Ladesystems betreffen die Systemkomplexität, die Schwierigkeit des Betriebs, die Aufrechterhaltung hochohmiger Schaltungen in schmutzigen, ungünstigen Umgebungen und die Zunahme des Rauschens, wennüber lange Eingangskabel gearbeitet wird. Hochohmige Schaltungen sind im Allgemeinen anfälliger für elektrische Störungen.

INTEGRIERTE PIEZOELEKTRISCHE (ICP®) BESCHLEUNIGUNGSMESSER

ICP® Beschleunigungsmesser enthalten einen eingebauten mikroelektronischen Ladungs- oder Spannungsverstärker, der die hochohmige elektrostatische Ladung vom PE-Sensorelement in ein niederohmiges Spannungssignal umwandelt. Bei hermetisch geschweißten Ausführungen ist die gesamte hochohmige Schaltung im Beschleunigungsmesser abgedichtet und elektrisch abgeschirmt. ICP® Beschleunigungsmesser wurden erstmals Mitte der 1960er Jahre hergestellt. ICP® Beschleunigungsmesser arbeiten mit einer kostengünstigen Konstantstromquelle über eine Zwei-Draht-Schaltung, wobei Signal/Strom über einen Draht und der andere Draht als Masse dient. Das Kabel kann ein gewöhnliches Koaxial- oder Flachbandkabel sein. Ein rauscharmes Kabel ist nicht erforderlich. Der konstante Strom zum Betrieb des Beschleunigungsmessers kommt von einer separaten Stromversorgung oder kann in ein Auslesegerät wie einen FFT-Analysator oder einen Datensammler integriert sein. Integrierte elektronische Beschleunigungsmesser sind unter verschiedenen Markennamen wie ICP® (PCB Piezotronics), Isotron® (Endevco), Delta-Tron® (B&K) und Piezotron® (Kistler), um nur einige zu nennen, erhältlich. Obwohl die eingebaute Elektronik ein "roter Faden" ist, sind nicht alle integrierten elektronischen Beschleunigungsmesser unbedingt austauschbar oder "kompatibel" miteinander. Einige enthalten MOSFET-Schaltungen, andere JFETS. Einige verwenden hybride, mikroelektronische Ladungsverstärker, andere Spannungsfolger. Obwohl die meisten integrierten elektronischen Beschleunigungsmesser mit 2 bis 4 mA Konstantstrom arbeiten, arbeiten einige mit nur 0,5 mA für einen geringen Stromverbrauch und andere mit bis zu 20 mA zum Ansteuern von langen Kabeln bei hohen Frequenzen. Es wird empfohlen, die ICP®-Sensor- und Leistungsspezifikationen zu überprüfen, bevor die Kompatibilität angenommen wird. Der Hauptvorteil des niederohmigen Betriebs ist die Fähigkeit von ICP®-Beschleunigungsmessern, kontinuierlich in ungünstigen Umgebungen über lange, gewöhnliche Koaxialkabel ohne Rauschzunahme oder Auflösungsverlust zu arbeiten. Die Kosten pro Kanal sind geringer, da kein rauscharmes Kabel und keine Ladungsverstärker erforderlich sind. Die Haupteinschränkung betrifft den Betrieb bei erhöhten Temperaturen über 325 °F. ICP®-Beschleunigungsmesser, die mit Quarzsenselementen und spezieller Elektronik aufgebaut sind, arbeiten gut bei kryogenen Temperaturen. Tabelle 1 ist eine umfassende Liste der Vor- und Nachteile von PE- und ICP®-Beschleunigungsmessern. Diese Liste wurde von externen Beratern mit jahrelanger Erfahrung in der Stoß- und Schwingungstechnik überprüft und mit Eingaben versehen. Die Liste sollte als "dynamisch" betrachtet werden und zusätzlichen Eingaben in Bezug auf Vor- und Nachteile unterliegen.

TABELLE I  ÜBERLEGUNGEN ZUR AUSWAHL VON PE- UND ICP®-BESCHLEUNIGUNGSMESSERN

PE-SENSOR

Vorteile

-Flexibilität bei der korrekten Einstellung der elektrischen Ausgangsmerkmale von Beschleunigungsmessern

-Großer Dynamikbereich

-Betrieb bei höheren Temperaturen >500 °F

-Austauschbarkeit in bestehenden Ladesystemen

-Erweiterte Niederfrequenzantwort

Einschränkungen

-Erfordert Schulung und Fachwissen, um hochohmige Schaltungen zu verstehen und zu betreiben

-Kapazitive Effekte von Beschleunigungsmesser und Kabel erhöhen das Rauschen und verringern die Auflösung

-Hochohmige Schaltungen müssen sauber und trocken gehalten werden. (Sensor, rauscharmes Kabel und Ladungsverstärker)

-Erfordert ein spezielles rauscharmes Kabel, um triboelektrisches Rauschen zu minimieren

-Hochohmige Systeme sind anfälliger für elektrische und HF-Störungen

-Größe und Empfindlichkeit des PE-Beschleunigungsmessers stehen in direktem Zusammenhang - Eine Überlegung zur Empfindlichkeit/Größe/Massenbelastung

-Höhere Kosten pro Kanal als ICP® Typ (aufgrund erforderlichen rauscharmen Kabels und Ladungsverstärkers)

Jede dieser Überlegungen wird nun detaillierter für PE- und ICP® Beschleunigungsmessern zu ermöglichen.

VORTEILE VON PE-BESCHLEUNIGUNGSMESSERN

Flexibilität- Ein "Bench-Typ"-Ladungsverstärker im Labor verfügt in der Regel über Bedienelemente zum Einstellen und Modifizieren des Ausgangssignals vom PE-Beschleunigungsmesser. Zumindest gibt es Bedienelemente zur Normalisierung der Empfindlichkeit, zum Einstellen der Verstärkung und des Vollausschlagbereichs sowie zur Erdung. Der Ladungsverstärker kann auch über die Möglichkeit zur Filterung, Integration und Anpassung der Entladezeitkonstante verfügen, die das Niederfrequenzverhalten bestimmt. Dual-Mode-Ladungsverstärker liefern auch Konstantstrom, der den Betrieb sowohl mit ICP®, als auch mit ladungsausgebenden PE-Sensoren ermöglicht.

Dynamikbereich- Typischerweise kann ein hochempfindlicher PE-Beschleunigungsmesser über einen weiten Dynamikbereich (>100 dB) arbeiten. Bei Verwendung mit einem Laborladungsverstärker kann der Vollausschlag für jeden g-Pegel innerhalb des maximalen Bereichs eingestellt werden. Der Dynamikbereich kann als der Betriebsbereich von der Auflösung bis zum maximalen Bereich definiert werden, in dem der Sensor innerhalb der Spezifikation bleibt. Der Dynamikbereich und die Auflösung werden jedoch für die meisten PE-Beschleunigungsmesser mit Keramikkristallstruktur nicht spezifiziert. Der maximale Bereich wird manchmal durch die maximal zulässige Nichtlinearität bestimmt, die mit dem Betrieb in einem höheren Bereich verbunden ist. Die Nichtlinearität wird oft als Prozentsatz von "X" g ausgedrückt, z. B. 1 % pro 500 g. Die Auflösung basiert auf dem Systemrauschen, das durch die Verstärkung des Verstärkers und die kapazitive Belastung durch das Eingangskabel und den Beschleunigungsmesser am Eingang des Ladungsverstärkers bestimmt wird.

Hochtemperaturbetrieb- Da der PE-Beschleunigungsmesser keine eingebaute Elektronik enthält, wird die Betriebstemperatur nur durch das Sensorelement und die in der Konstruktion verwendeten Materialien begrenzt. PE-Beschleunigungsmesser arbeiten üblicherweise bis zu 500 °F. Spezielle Modelle sind bis > 1000 °F erhältlich. Für die beste Genauigkeit sollte der Beschleunigungsmesser bei Betriebstemperatur kalibriert werden.

Austauschbarkeit- Praktisch jeder PE-Beschleunigungsmesser ist in einem Ladungsausgangssystem austauschbar, mit Ausnahme einiger Modelle, die bei hohen Temperaturen einen sehr geringen Isolationswiderstand aufweisen können. Spezielle Ladungsverstärker sind für den Betrieb mit niederohmigen Eingängen erhältlich.

Erweiterte Niederfrequenzantwort- Quarzkraftsensoren werden üblicherweise in kraftgesteuerten Shaker-Anwendungen eingesetzt. Bei Kopplung in hochohmige elektrostatische Ladungsverstärker (> 1012 Ohm) weisen Quarzkraftsensoren Entladezeitkonstanten in der Größenordnung von Hunderten oder Tausenden von Sekunden auf, was ein ausgezeichnetes Niederfrequenzverhalten und die Fähigkeit zur statischen Kalibrierung verleiht

EINSCHRÄNKUNGEN VON PE-BESCHLEUNIGUNGSMESSERN

Fachwissen- Schulung und Fachwissen sind erforderlich, um Ladungsausgangssysteme zu verstehen, zu betreiben und zu warten. Grundkenntnisse über hochohmige Schaltungen, rauscharmes Kabel, Sensor pC/g-Empfindlichkeit, kapazitive Belastungseffekte, Systemrauschen, Einstellen der Ladungsverstärker-Bedienelemente und Sauberhalten und Trockenhalten des Systems sind erforderlich. Einige neuere Ladungsverstärker verfügen über digitale Bedienelemente, die die Eingabe der Empfindlichkeit und die Einstellung des Bereichs vereinfachen.

Auflösung- Obwohl die Auflösung für PE-Beschleunigungsmesser als unendlich angesehen werden kann, wird die Auflösung in der Regel nicht auf einem Datenblatt angegeben, da sie durch das Systemrauschen bestimmt wird. Bis die Kapazitätswerte für den Sensor und die Eingangskabellänge bestimmt und die Verstärkung des Verstärkers eingestellt sind, ist die Auflösung nicht bekannt. Dies kann zu Unsicherheiten bei Messungen mit niedrigem Pegel mit langen Kabeln führen. Obwohl eine erhöhte Kabellänge die Empfindlichkeit nicht beeinflusst, beeinflusst sie das Systemrauschen und die Auflösung. Der Mangel an der Fähigkeit, lange Kabel anzutreiben, ist eine der Haupteinschränkungen des Ladungsausgangssystems des PE-Beschleunigungsmessers. Neue, modernere Ladungsverstärker mit rauscharmen Schaltungen minimieren dieses Problem. "Triboelektrisches" Rauschen, das durch die Bewegung des Eingangskabels erzeugt wird, kann die Auflösung ebenfalls beeinträchtigen.

Betriebsumgebung- Hochohmige PE-Beschleunigungsmesser und Ladungsverstärker eignen sich am besten für den Betrieb unter sauberen Laborbedingungen. Sie funktionieren nicht gut in ungünstigen Fabrik-, Schiffs- oder Unterwasserumgebungen. Alle hochohmigen Komponenten, einschließlich des Beschleunigungsmessers, des rauscharmen Kabels und des Ladungsverstärkers, müssen sauber und trocken gehalten werden. Die Kontamination der hochohmigen Schaltung verursacht einen geringen Widerstand, einen Verlust des Niederfrequenzverhaltens und eine Basislinienverschiebung.

Kabel und Anschlüsse- PE-Beschleunigungsmesser erfordern die Verwendung eines hochisolierenden, rauscharmen Koaxialkabels. Rauscharmes Kabel hat einen Graphitschmierstoff, der in die dielektrische Schicht eingebettet ist, um die Reibung und die Erzeugung von "triboelektrischer" statischer Elektrizität zu minimieren. Die durch die Kabelbewegung erzeugte elektrostatische Ladung ist die gleiche wie die vom Piezoelement erzeugte Ladung. Der Ladungsverstärker kann nicht zwischen den beiden unterscheiden. Kabelanschlüsse sind üblicherweise Microdot ® 10-32 koaxial. Die Auswahl von Kabeln und Steckern ist begrenzt.

Größe vs. Empfindlichkeit- Größe, Empfindlichkeit und Frequenzgang von PE-Beschleunigungsmessern stehen alle in direktem Zusammenhang. Je größer der Beschleunigungsmesser, desto höher die Empfindlichkeit, aber desto geringer der Frequenzgang und umgekehrt. Wenn eine Messanwendung einen Miniatur-Beschleunigungsmesser für Überlegungen zur geringen Massenbelastung erfordert, muss möglicherweise ein Kompromiss bei der Auswahl eines größeren Beschleunigungsmessers eingegangen werden, der eine ausreichende Empfindlichkeit bietet.

Kosten- Die Kosten für PE-Beschleunigungsmesser sind im Wesentlichen die gleichen wie für ein äquivalentes ICP® Design. Da der PE-Beschleunigungsmesser jedoch die Verwendung von rauscharmen Kabeln und Ladungsverstärkern erfordert, sind die Kosten pro Kanal höher als bei einem ICP® Spannungsausgangskanal. Kabel und Verstärker sind wichtige Kostenfaktoren in Mehrkanal-Messsystemen.

VORTEILE VON ICP®-BESCHLEUNIGUNGSMESSERN

Vereinfachter Betrieb- ICP®-Beschleunigungsmessersysteme bieten einen vereinfachten Betrieb, der weniger Fachwissen, Schulung und Aufmerksamkeit des Bedieners erfordert. Sie liefern ein festes, mV/g, niederohmiges Ausgangssignal, das von Kabeltyp, -länge und Umgebungsbedingungen praktisch unbeeinflusst ist.

Auflösung- Die Auflösung von ICP®-Beschleunigungsmessern wird durch Kabeltyp oder -länge praktisch nicht beeinflusst. Die Auflösung ist eine Standardspezifikation im Datenblatt. Lange Kabel können ohne Rauschzunahme, Auflösungsverlust oder Signalabschwächung verwendet werden. Eingangskabel mit einer Länge von Hunderten von Fuß können als LP-Filter für Daten mit extrem hoher Frequenz fungieren. Dies ist jedoch in der Regel nur bei ICP®-Drucksensoren von Bedeutung, die für Mikrosekunden-Stoß- und Explosionsdruckmessungen verwendet werden.

Betriebsumgebung- Hermetisch abgedichtete ICP®-Beschleunigungsmesser arbeiten gut in ungünstigen Umgebungen. Sie sind beständig gegen Kontamination, da die gesamte hochohmige Schaltung sicher im Beschleunigungsmesser abgedichtet ist. Geschweißte hermetische Ausführungen sind im Allgemeinen widerstandsfähiger gegen Kontamination als mit Epoxidharz abgedichtete Ausführungen. Die Kompatibilität mit ungünstigen Umgebungen macht ICP®-Beschleunigungsmesser zur bevorzugten Wahl für die industrielle Maschinenüberwachung, Unterwasser-, Schiffs-, Fahrzeug- und Feldtestanwendungen.

Kabel und Anschlüsse- Der niederohmige Ausgang von ICP®-Beschleunigungsmessern ermöglicht vollständige Flexibilität bei Kabeltyp und Anschlüssen. Kabel- und Anschlussüberlegungen können in bestimmten Anwendungen wichtig sein, die hohe oder niedrige Temperaturen, Druck, Vakuum, korrosive Flüssigkeiten betreffen und bei denen die Massenbelastung ein Problem darstellt. Miniatur-ICP®-Beschleunigungsmesserausführungen enthalten häufig Lötanschlussverbindungen, die die Verwendung von leichten, flexiblen Kabeln ermöglichen, um Belastungs- und Massenbelastungseffekte zu minimieren. Industrielle Beschleunigungsmesser verwenden große, robuste Anschlüsse und/oder vulkanisierte Verbindungen, um die Zuverlässigkeit in ungünstigen Umgebungen zu gewährleisten. Die Verwendung von Standardkabeln und -anschlüssen in Systemen mit großer Kanalanzahl fördert ein effektives Kabelmanagement und ist ein wesentlicher Faktor zur Kostensenkung.

Größe und Empfindlichkeit- Durch die Integration von Verstärkung in Miniatur-ICP®-Beschleunigungsmessern ist es möglich, Anwendungen zu lösen, die Beschleunigungsmesser mit geringer Masse, hoher Empfindlichkeit und hohem Frequenzgang erfordern. Die interne Verstärkung verbessert auch die Auflösung von ICP®-Beschleunigungsmessern mit Keramikstruktur, die hybride Ladungs enthaltenVerstärker. Einige ICP® Beschleunigungsmesser enthalten Spannungsverstärkungsschaltungen, und obwohl der Signalpegel für Aufnahme- und/oder Kabeltreiberzwecke erhöht wird, gilt dies auch für den Rauschpegel.

Dynamikbereich- ICP® Beschleunigungsmesser haben einen sehr weiten Dynamikbereich. "Begrenzter oder fester Dynamikbereich" wird manchmal als "Einschränkung" von ICP® Beschleunigungsmessern genannt. Die meisten ICP® Beschleunigungsmesser haben einen Dynamikbereich von mehr als 100.000 zu 1 (>100 dB). Einige seismische Modelle mit speziellen rauscharmen Schaltungen haben einen Bereich von >500.000 zu 1. Sowohl der Dynamikbereich als auch die Auflösung eines ICP® Sensors sind bekannte Spezifikationen im Datenblatt. Noch signifikanter ist, dass das ICP® System aufgrund der zusätzlichen Kabellänge und Systemkonfiguration keinen Dynamikbereich verliert.

Stromversorgung von ICP® Beschleunigungsmessern- Je nach Modell können ICP® Beschleunigungsmesser mit 0,5 mA bis 20 mA Konstantstrom bei 3 bis 30 VDC betrieben werden. Für einen erweiterten Dynamikbereich wurden einige Sondermodelle geliefert, die mit bis zu 35 VDC betrieben werden können. Wie bereits erwähnt, enthalten nicht alle ICP® Beschleunigungsmesser die gleiche interne elektrische Schaltung, und folglich sind sie nicht unbedingt mit allen Konstantstromquellen kompatibel. Vorspannung und Versorgungsspannung des Sensors beeinflussen beide den Dynamikbereich. Der Versorgungsstrom beeinflusst die Kabeltreiberfähigkeit, insbesondere beim Ansteuern von Hochspannungssignalen bei hohen Frequenzen. Konstantstrom-Netzteile sind heute mit Batterie- oder Netzstrom, mit oder ohne Verstärkung und manueller oder computergesteuerter Bedienung erhältlich. ICP® Sensor-Netzteile liefern in der Regel 2 bis 4 mA Strom. Sie sind jedoch in der Regel auf 20 mA einstellbar, was möglicherweise erforderlich ist, wenn lange Kabel bei hohen Frequenzen angesteuert werden. Viele kommerzielle Auslesegeräte, wie z. B. FFT-Analysatoren und Schwingungsdatensammler, enthalten einen Konstantstromeingang für den direkten Anschluss an ICP® Beschleunigungsmesser. Dual-Mode-Ladungsverstärker enthalten Konstantstrom, um den Betrieb sowohl mit PE- als auch mit ICP® Beschleunigungsmessern zu ermöglichen.

Kabelfehlerüberwachung- In ICP® Zwei-Draht-Sensorschaltungen werden Signal/Strom über einen Draht und Signalrücklauf (Masse) über den anderen Draht geführt. Durch die Überwachung der charakteristischen DC-"Vorspannungs"-Spannung, die am Signal-/Stromkabel anliegt, ist es möglich, Kabelunterbrechungen oder Kurzschlüsse zu erkennen. ICP® Sensor-Netzteile enthalten üblicherweise rot, grün, gelb farbcodierte Messgeräte oder LEDs, um den Normalbetrieb oder Kabelfehler anzuzeigen.

Betrieb über Schleifringe- Bestimmte Schwingungsmessanwendungen an rotierenden Maschinen erfordern den Betrieb über Schleifringe. Der charakteristische niederohmige Ausgangsspannung von ICP® Beschleunigungsmessern ist mit dem Betrieb über Schleifringe kompatibel.

"TEDS" Transducer Electronic Data Sheet- Die Integration einer "TEDS"-Speicherschaltung in ICP® Beschleunigungsmessern ermöglicht das Speichern von Selbstidentifikationsinformationen wie Name des Herstellers, Sensortyp, Modell, Seriennummer, Empfindlichkeit, Kalibrierdatum, Kanal-ID, Sensorposition und andere Informationen. TEDS-Beschleunigungsmesser arbeiten in einem "gemischten" analogen oder digitalen Modus. Ein TEDS-Signalkonditionierer wird verwendet, um auf den digitalen Speicher über dieselben Drähte zuzugreifen, die normalerweise für analoge Messungen verwendet werden. Sobald auf die Speicherdaten zugegriffen wurde, kann die digitale Speicherschaltung ausgeschaltet und der Beschleunigungsmesser für den normalen analogen Betrieb verwendet werden. Kosten - Obwohl die meisten ICP®- und PE-Beschleunigungsmesser im Wesentlichen gleich viel kosten, sind die Kosten pro Kanal des ICP®-Systems erheblich geringer, da keine speziellen rauscharmen Kabel und Ladungsverstärker erforderlich sind. Einsparungen können erheblich sein, wenn die Kosten von Mehrkanalsystemen verglichen werden. Aus betrieblicher Sicht ist weniger Sorgfalt, Aufmerksamkeit und Aufwand erforderlich, um niederohmige Systeme zu betreiben und zu warten.

EINSCHRÄNKUNGEN VON ICP®-BESCHLEUNIGUNGSMESSERN
Fester Ausgang- Elektrische Eigenschaften wie Empfindlichkeit, Bereich, Auflösung und Entladezeitkonstante sind innerhalb des ICP®-Beschleunigungsmessers festgelegt. Die feste Entladezeitkonstante ist bei Beschleunigungsmessern weniger eine Einschränkung als bei Quarz-Druck- und Kraftsensoren, die für quasistatische Kalibrierzwecke im Modus mit langer Zeitkonstante betrieben werden können. Temperaturbereich - Die meisten Allzweck-ICP®-Beschleunigungsmesser haben einen begrenzten Temperaturbereich von etwa -65 °F bis +250 °F. Spezielle kryogene Modelle arbeiten bis zu -320 °F und Hochtemperaturdesigns bis zu +325 °F.

ZUSAMMENFASSUNG Ladungsverstärkersysteme profitieren vom sehr weiten Dynamikbereich von PE-Beschleunigungsmessern, indem sie Flexibilität bei der Anpassung der elektrischen Ausgangsmerkmale wie Empfindlichkeit und Bereich bieten. Sie eignen sich gut für den Betrieb bei hohen Temperaturen. Moderne Ladesysteme zeichnen sich durch einen verbesserten rauscharmen Betrieb, vereinfachte digitale Bedienelemente und einen Dual-Ausgangsbetrieb für den Betrieb mit Ladungs- oder ICP® Spannungsmodus-Sensoren aus. Hochohmige Schaltungen eignen sich nicht gut für den Betrieb in ungünstigen Feld- oder Fabrikumgebungen. Die Auflösung des PE-Beschleunigungsmessers wird möglicherweise nicht spezifiziert oder ist nicht bekannt, da das Rauschen eine Systembetrachtung ist, die durch Kabellänge und Verstärkung des Verstärkers bestimmt wird. ICP® Beschleunigungsmesser arbeiten mit einer Konstantstromquelle und liefern einen hochspannungsfähigen, niederohmigen, festen mV/g-Ausgang. Sie arbeiten über lange, gewöhnliche Koaxialkabel in ungünstigen Umgebungen ohne Beeinträchtigung der Signalqualität. Sie haben einen begrenzten Hochtemperaturbereich. ICP® Sensoren sind einfach zu bedienen. Sowohl die Auflösung als auch der Betriebsbereich sind definierte Spezifikationen. Die Kosten pro Kanal sind im Vergleich zu PE-Systemen geringer, da keine rauscharmen Kabel und Ladungsverstärker erforderlich sind.