IEPE-Spei­sung mit gal­va­ni­scher Tren­nung

IfTA GIA-IEPE: Ideal für IEPE-Sen­so­ren

Wenn Mess­si­gna­le nicht di­rekt von der Da­ten­er­fas­sungs­hard­wa­re ver­ar­bei­tet wer­den kön­nen, wer­den Mess­ver­stär­ker er­for­der­lich, wel­che die Sen­sor­si­gna­le um­wan­deln. Dabei ist die gal­va­ni­sche Tren­nung zwi­schen Mess­si­gnal und der Er­fas­sungs­hard­wa­re ent­schei­dend, da da­durch Stö­run­gen ver­mie­den wer­den.

Der IfTA GIA-IEPE (Gal­va­ni­cal­ly Iso­la­ted Am­pli­fier) ist ein Trenn­ver­stär­ker mit ein­stell­ba­rer IEPE-Ein­spei­sung und gal­va­ni­scher Tren­nung. Für den tag­täg­li­chen Ein­satz be­deu­tet dies eine hohe Über­tra­gungs­qua­li­tät des Si­gnals auch über lange Stre­cken, Si­cher­heit dank gal­va­ni­scher Tren­nung und Zei­ter­spar­nis dank schlan­ker, wenig feh­ler­an­fäl­li­ger Mess­ket­te.

Der IfTA GIA-IEPE eig­net sich ideal zum Ein­satz mit IEPE-Sen­so­ren sowie für die Nach­rüs­tung von Mess­ket­ten, wenn das vor­han­de­ne Mess­sys­tem keine IEPE-Spei­sung bie­tet. IEPE ist ein In­dus­trie­stan­dard auch be­kannt als ICP, CCLD, Iso­tron, Del­ta­tron, oder Pie­zo­tron. Das Modul lässt sich so­wohl mit Sen­so­ren als auch mit La­dungs­ver­stär­kern, die eine IEPE-Spei­sung be­nö­ti­gen, kom­bi­nie­ren. Gleich­zei­tig ver­mei­det die sau­be­re gal­va­ni­sche Tren­nung Schä­den und Stö­rein­flüs­se.

 

Der GIA-IEPE Trenn­ver­stär­ker als Be­stand­teil der Mess­ket­te

Der GIA-IEPE eig­net sich ideal für IEPE-Sen­so­ren deren Si­gnal zu einem Mess­sys­tem mit Span­nungs- oder Stro­mein­gang über­tra­gen wer­den soll.

 

Der GIA-IEPE kann auch in Kom­bi­na­ti­on mit einem La­dungs­ver­stär­ker ein­ge­setzt wer­den der eine IEPE-Spei­sung be­nö­tigt, z.B. dem IfTA Char­geAm­pli­fier für Hochtem­pe­ra­tur­sen­so­ren.

Große Di­stan­zen Über­brücken:

  • Bis zu 100 m IEPE-Spei­sung  (Ent­fer­nung vom Sen­sor/La­dungs­ver­stär­ker zum GIA-IEPE Ein­gang)
  • Bis zu 1000 m Über­tra­gung eines Strom­aus­gangs­si­gnals  (Ent­fer­nung vom GIA-IEPE Aus­gang zum Mess­sys­tem)

Die Vor­tei­le des Trenn­ver­stär­kers IfTA GIA-IEPE

Fle­xi­ble Spei­sung

Der GIA-IEPE kann mit 7 bis 36 VDC Span­nung ver­sorgt wer­den. Au­ßer­dem kann die IEPE-Spei­sung pas­send zum Sen­sor ein­ge­stellt wer­den. Dies macht den Mess­ver­stär­ker uni­ver­sell ein­setz­bar.

Über­brückung großer Di­stan­zen

Dank der star­ken IEPE-Ver­sor­gung er­mög­licht der GIA-IEPE eine Ka­bel­län­ge bis zu 100 m auf Seite der IEPE-Spei­sung sowie bis zu 1000 m auf Seite des Span­nungs­aus­gangs.

In­te­grier­te Feh­ler­er­ken­nung

Kurz­schluss und Ka­bel­bruch auf der Ein­gangs­sei­te wer­den au­to­ma­tisch er­kannt und durch ein de­fi­nier­tes Aus­gangs­si­gnal sowie Sta­tus-LEDs ge­mel­det.

Span­nungs- und Strom­aus­gang

Der GIA-IEPE in­te­griert einen Span­nungs- und Strom­aus­gang. Auf den Span­nungs- und Strom­aus­gän­gen kann ein DC Off­set ak­ti­viert wer­den, um dem Mess­sys­tem mit­zu­tei­len, dass die Mess­ket­te in Be­trieb ist. Ohne Off­set kann nicht un­ter­schie­den wer­den ob die Mess­ket­te nicht in Ord­nung ist, oder tat­säch­lich kein Ein­gangs­si­gnal an­liegt.

Gal­va­ni­sche Iso­lie­rung

Der GIA-IEPE Ver­stär­ker ist  zwi­schen sei­nen Ein­gangs- und Aus­gangs­schal­tun­gen ein­schließ­lich der zu­ge­hö­ri­gen Strom­ver­sor­gun­gen gal­va­nisch ge­trennt. Da­durch wird si­cher­ge­stellt, dass zwi­schen dem Ein­gangs- und dem Aus­gangs­ab­schnitt kein lei­ten­der Pfad be­steht, was wie­der­um Si­cher­heit für Be­die­ner und An­la­gen und be­deu­tet.  

An­pass­ba­re Ver­stär­kung

Durch das mo­du­la­re Ver­stär­ker­kon­zept las­sen sich in­di­vi­du­el­le An­pas­sun­gen kos­ten­güns­tig rea­li­sie­ren.

IEPE-Spei­sung mit gal­va­ni­scher Tren­nung GIA-IEPE

  • Über­sicht
  • Tech­ni­sche Daten
  • Op­tio­nen
  • An­wen­dungs­bei­spie­le
Foto GIA Trennverstärker

High­lights

  • Gal­va­­ni­­sche Tren­­nung zwi­­schen Ein­­gangs- und Aus­­gangs­­sei­te sowie zur Ver­­sor­­gungs­­re­­gi­on
  • Ein­­stell­­ba­­re IEPE-Ver­­sor­­gung
  • Span­­nungs- und Strom­aus­­gang
  • In­te­­grier­te Er­ken­­nung, ob der Ein­­gang kurz­­­ge­schlos­­sen oder offen ist: Si­­gna­­li­­siert ge­­ge­­be­­nen­falls Feh­­ler am Span­­nungs- und Strom­aus­­gang, sowie op­tisch über Sta­tus-LEDs
  • Am Span­­nungs- und Strom­aus­­gang kann ein zu­­sätz­­li­cher DC Off­­set ak­ti­viert wer­­den, um dem Mess­­sys­tem ge­­gen­­über zu kom­mu­­ni­­zie­ren, dass die Mess­ket­te in Be­trieb ist
  • Ex­­zel­len­te EMV Ei­­gen­­schaf­ten
  • Ge­eig­­net für große Lei­tungs­­län­­gen von bis zu ei­­ni­­gen hun­­dert Me­tern
  • Ideal im Ein­­satz mit IEPE-Sen­­so­ren und IEPE-La­­dungs­­­ver­­­stär­kern
  • Kom­pa­ti­­bel zu Stan­dard-Mess­tech­­nik

All­ge­mein

Span­nungs­ver­sor­gung:7 ... 36 V
Ge­häu­se­form: Hut­schie­ne
An­schlüs­se:Steck­ba­re Schraub­klem­men
Gal­va­ni­sche Tren­nung: ±250 VDC

IEPE-Quel­le

IEPE-Strom:4 mA, 8 mA oder 12 mA
Feh­ler­er­ken­nung:Kurz­schluss und open-cir­cuit Er­ken­nung
Max. Aus­gangs­span­nung:+26 Volt

Span­nungs­ein­gang

Ein­gangs­be­reich:±5 V AC-Kopp­lung
Hoch­pass­fil­ter:-3 dB bei 0,2 Hz, 3. Ord­nung
Tief­pass­fil­ter:-1 dB bei 20 kHz

Span­nungs­aus­gang

Aus­gangs­span­nung:±5 V
DC-Off­set:0 V oder 7 V
Max. Aus­gangs­span­nung+26 V
Feh­ler­mel­dung: -6 V DC Off­set
Mi­ni­ma­ler Last­wi­der­stand:2 kΩ

Strom­aus­gang

Aus­gangs­strom: ±5 mA
DC-Off­set:0 mA oder 7 mA
Max. Aus­gangs­span­nung+12 V
Feh­ler­mel­dung:-6 mA DC Off­set
Max. Bürde:1 kΩ

An­pas­sung der Ver­stär­kung

Op­tio­nal kann die Ver­stär­kung ent­spre­chend Kun­den­wunsch an­ge­passt wer­den.

Nach­rüs­tung von Mess­ket­ten

Der IfTA GIA-IEPE eig­net sich ideal wenn Mess­ket­ten nach­ge­rüs­tet wer­den und das be­reits vor­han­de­ne Mess­sys­tem keine IEPE-Spei­sung bie­tet. So­wohl mit Sen­so­ren als auch mit La­dungs­ver­stär­kern die eine IEPE-Spei­sung be­nö­ti­gen lässt er sich kom­bi­nie­ren und gleich­zei­tig stellt er si­cher, dass eine sau­be­re gal­va­ni­sche Tren­nung Schä­den und Stö­rein­flüs­se ver­mei­det.

Aus­tausch von Mess­ket­ten

Sol­len be­s­te­hen­­de Mess­ket­ten er­­setzt wer­den, so er­weist sich der IfTA GIA-IEPE als eine wert­vol­le Op­ti­on: Durch seine Vor­tei­le - wie IEPE Ver­sor­gung, gal­va­­ni­­sche Tren­­nung und in­­te­­grier­te Feh­­ler­er­ken­­nung - er­mög­licht er größt­mög­li­che Fle­xi­bi­li­tät bei höchs­ter Ver­läss­lich­keit und Si­gnal­qua­li­tät.

 

Tes­ting

  • Im Sie­mens Clean Ener­gy Cen­ter, Ber­lin führt die AD4Pro zu maß­geb­li­cher Kom­ple­xi­täts­re­du­zie­rung bei der Mess­ket­te und ver­ein­facht so den schnel­len und feh­ler­frei­en Kon­fi­gu­ra­ti­ons­wech­sel

Ser­vice

  • Ser­vice­in­ge­nieu­re wer­den mit täg­lich wech­seln­den Mess­auf­ga­ben kon­fron­tiert. Mit der AD4Pro sind sie auf alle Sen­sor­ty­pen vor­be­rei­tet ohne zu­sätz­li­che ex­ter­ne Ver­stär­ker mit­zu­neh­men

For­schung

  • Bei La­dungs­ver­stär­kern sind in­te­grier­te Ope­ra­ti­ons­ver­stär­ker mit di­rekt an­schlie­ßen­der A/D Wand­lung In Sa­chen Si­gnal­qua­li­tät un­schlag­bar. Der Lehr­stuhl für Tur­bo­ma­schi­nen und Flu­gan­trie­be der TU Mün­chen setzt daher für seine Hochtem­pe­ra­tur-Piezo-Druck­auf­neh­mer auf die AD4Pro.

Al­ter­na­ti­ve Si­gna­ler­fas­sungs­mo­du­le

Schwin­­gungs­­­si­­gna­le er­fas­sen mit IEPE Ver­­sor­­gung/Span­nungs­quel­le

Bie­tet das IfTA Mess­sys­tem be­reits ein IfTA AD4IEPE Ein­gangs­mo­dul, so kann die­ses ein­ge­setzt wer­den ohne einen IfTA GIA-IEPE zu nut­zen. Jeder Ein­gang die­ser Mess­kar­te hat eine zu­schalt­ba­re IEPE-Ver­sor­gung und gal­va­ni­sche Tren­nung be­reits in­te­griert. Dies trifft auch für das Ein­gangs­mo­dul AD4PS zu - hier gibt es zu­sätz­lich pro Kanal eine zu­schalt­ba­re Span­nungs­quel­le.

Diese Ein­gangs­mo­du­le bie­ten daher op­ti­ma­le Si­gnal­qua­li­tät und Fle­xi­bi­li­tät. Beide Va­ri­an­ten sind auch für mo­bi­le An­wen­dun­gen gut ge­eig­net, da zu­sätz­li­che Elek­tro­nik ent­fällt. Die Ver­stär­kung wird über Soft­wa­re kon­fi­gu­riert und zu­sam­men mit allen an­de­ren Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­ten des Mess­sys­tems ge­spei­chert. Be­son­ders bei grö­ße­ren Messauf­bau­ten hat dies den ent­schei­den­den Vor­teil, dass Än­de­run­gen mit­ge­loggt und ver­gan­ge­ne Kon­fi­gu­ra­tio­nen ein­fach wie­der­her­ge­stellt wer­den kön­nen. Somit wer­den Feh­ler­quel­len ver­mie­den und der Auf­bau fle­xibler.

IfTA AD4Pro mit in­­­te­­­grier­tem La­­­dungs­­­­­ver­­­­­stär­ker für pie­­zo­­e­lek­tri­­sche Sen­­­so­ren

In Si­tua­tio­nen, bei denen die zu über­brücken­de Stre­cke zum Mess­sys­tem nur we­ni­ge Meter be­trägt, kann die IfTA AD4Pro ein­ge­setzt wer­den. Neben der op­tio­nal zu­schalt­ba­ren IEPE-Spei­sung hat jeder Ein­gang die­ser Mess­kar­te auch einen ei­ge­nen, voll­wer­ti­gen La­dungs­ver­stär­ker in­te­griert.  Auf Grund kur­z­er Über­tra­gungs­we­ge des La­dungs­si­gnals er­mög­licht diese Bau­art op­ti­ma­le Si­gnal­qua­li­tät und Fle­xi­bi­li­tät.

Diese Va­ri­an­te ist auch für mo­bi­le An­wen­dun­gen gut ge­eig­net, da zu­sätz­li­che Elek­tro­nik ent­fällt. Die Ver­stär­kung wird über Soft­wa­re kon­fi­gu­riert und zu­sam­men mit allen an­de­ren Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­ten des Mess­sys­tems ge­spei­chert. Be­son­ders bei grö­ße­ren Messauf­bau­ten hat dies den ent­schei­den­den Vor­teil, dass Än­de­run­gen mit­ge­loggt und ver­gan­ge­ne Kon­fi­gu­ra­tio­nen ein­fach wie­der­her­ge­stellt wer­den kön­nen. Somit wer­den Feh­ler­quel­len ver­mie­den und der Auf­bau fle­xibler.

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