Problemen oplossen met behulp van biaspanning
Biasspanning gebruiken als diagnosehulpmiddel
Piëzo-elektrische sensoren zijn dynamische meetapparatuur. Ze maken gebruik van piëzo-elektrische meetelementen om mechanische verschijnselen om te zetten in een elektrisch signaal. De mechanische parameter kan kracht, druk of trilling zijn. Het ruwe elektrische signaal van een piëzo-elektrisch element is een ladingssignaal met hoge impedantie. Dit ladingssignaal wordt normaal gesproken omgezet in een spanningssignaal met lage impedantie door een externe ladingsversterker of een externe spanningsversterker. De kabels tussen de ladingssensor en de versterker moeten van hoge kwaliteit zijn, met weinig ruis en moeten zo kort mogelijk gehouden worden.
Intern versterkte sensoren, of ICP® sensoren, maken gebruik van miniatuurversterkers om het hoogohmige ladingssignaal om te zetten in een laagohmig spanningssignaal. Deze versterkers zitten intern in de sensor en hebben daarom geen ruisarme kabels of externe versterkers nodig. Deze versterkers hebben een ingestelde versterking zodat de uitgangsgevoeligheid gestandaardiseerd is.
ICP® sensoren zijn tweedraads sensoren. Ze worden gevoed met een constante stroom DC-bron. De voeding is meestal 18 tot 30 volt DC stroombegrensd via een constante stroomdiode tussen 2 en 20 mA. Typische voedingen op batterijen bieden 2 mA constante stroom om de levensduur van de batterij te verlengen, terwijl systemen voor continue bewaking meer stroom bieden om langere kabels aan te sturen.
De signaaluitgang van een ICP® sensor is een spanningssignaal met lage impedantie dat evenredig is met de dynamische meting zoals kracht, druk of trilling. Dit spanningssignaal wordt gedragen door een DC-biaspanning. Het dynamische AC-signaal wordt gesuperponeerd op de DC-biaspanning en mag schommelen tussen de voedingsspanning en massa. In tegenstelling tot een operationele versterker (Op Amp) die een plus- en minvoeding nodig heeft en het signaal over massa laat "rijden" en tussen de plus- en min-"rails" laat "slingeren", vereist de ICP® sensor dat het uitgangssignaal DC-biaspanning heeft.
Deze DC-biaspanning is een uitstekend diagnostisch hulpmiddel. De spanning controleert of de versterker "aan" staat. Typische ingangs-/uitgangsvoedingen blokkeren deze DC voorspanning aan de uitgang via een blokkeercondensator om het signaal AC te koppelen aan uitleesapparaten. Door de ingang af te takken naar een DC voltmeter kan de biasspanning gemeten worden. Terwijl de voedingsspanning wordt gemeten, kan de biasspanning worden gemeten nadat de sensor is aangesloten. Als de meter op de voedingsspanning blijft staan, is er iets in het systeem open of niet aangesloten. Als de meter "O" aangeeft, is er iets in het systeem kortgesloten. Als de meter ongeveer de helft van de voedingsspanning aangeeft, dan functioneren de sensor en de bekabeling naar behoren.