Le fonctionnement sur de longs câbles peut affecter la réponse en fréquence et introduire du bruit et de la distorsion lorsqu'un courant insuffisant est disponible pour piloter la capacité du câble.
Contrairement aux systèmes à sortie de charge, où le bruit du système est fonction de la longueur du câble, les capteurs ICP® fournissent une sortie à haute tension et à faible impédance, bien adaptée à l'utilisation de longs câbles dans des environnements difficiles.
Bien qu'il n'y ait pratiquement pas d'augmentation du bruit avec les capteurs ICP®, la charge capacitive du câble peut déformer ou filtrer les signaux à haute fréquence en fonction du courant d'alimentation et de l'impédance de sortie du capteur.
Figure 12 : Schéma d'un long câble d'extension
En général, cette distorsion du signal ne pose pas de problème pour les essais à basse fréquence dans une plage allant jusqu'à 10 000 Hz. Cependant, pour les tests de vibrations, de chocs ou de transitoires à plus haute fréquence sur des câbles de plus de 30 m, la possibilité d'une distorsion du signal existe.
La fréquence maximale qui peut être transmise sur une longueur de câble donnée est fonction de la capacité du câble et du rapport entre la tension de crête du signal et le courant disponible dans le conditionneur de signal, comme indiqué ci-dessous :
où, fmax= fréquence maximale (hertz)
C = capacité du câble (picofarads)
V= tension de crête maximale du capteur (volts)
Ic= courant constant du conditionneur de signaux (mA)
109 = facteur d'échelle pour égaliser les unités
Notez que dans cette équation, 1 mA est soustrait du courant total fourni au capteur (Ic). Cela permet de compenser l'alimentation de l'électronique interne. Certains capteurs électroniques spécialisés peuvent consommer plus ou moins de courant. Contactez le fabricant pour déterminer le courant d'alimentation correct.
Lors de l'alimentation de longs câbles, l'équation ci-dessus montre que plus la longueur du câble, la tension de sortie de crête ou la fréquence maximale augmentent, plus un courant constant important sera nécessaire pour alimenter le signal.
Le nomogramme ci-dessous fournit une méthode graphique simple pour obtenir la capacité de fréquence maximale attendue d'un système de mesure ICP®. L'amplitude maximale de la tension de crête du signal, la capacité du câble et le courant constant fourni doivent être connus ou supposés.
Par exemple, si l'on utilise un câble de 30 m avec une capacité de 98 pF/m, la capacité totale est de 3000 pF. Cette valeur peut être trouvée le long des lignes diagonales de capacité du câble. En supposant que le capteur fonctionne à une plage de sortie maximale de 5 volts et que le conditionneur de signal à courant constant est réglé sur 2 mA, on peut calculer que le rapport sur l'axe vertical est égal à 5. L'intersection de la capacité totale du câble et de ce rapport donne une fréquence maximale d'environ 10,2 kHz.
Le nomogramme n'indique pas si la réponse de l'amplitude de la fréquence en un point est plate, croissante ou décroissante. Pour des raisons de précaution, il est bon d'augmenter le courant constant (si possible) vers le capteur (dans sa limite maximale) de manière à ce que la fréquence déterminée par le nomographe soit environ 1,5 à 2 fois plus élevée que la fréquence maximale d'intérêt.
Notez que des niveaux de courant plus élevés épuisent plus rapidement les conditionneurs de signaux alimentés par batterie. En outre, tout courant non utilisé par le câble alimente directement l'électronique interne et crée de la chaleur. Cela peut amener le capteur à dépasser sa température maximale spécifiée. C'est pourquoi il convient de ne pas fournir de courant excessif sur de courtes distances ou lors de tests à des températures élevées.