Apa itu Penguat Muatan? Pengkondisian Sinyal Piezoelektrik • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Penguat Muatan? Pengkondisian Sinyal Piezoelektrik • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Penguat Muatan? Pengkondisian Sinyal Piezoelektrik

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Penguat Muatan

Definisi: Apa itu Penguat Muatan?

Penguat muatan adalah perangkat pengkondisi sinyal elektronik yang mengubah keluaran muatan impedansi tinggi (diukur dalam picocoulomb, pC) dari mode pengisian akselerometer piezoelektrik menjadi keluaran tegangan impedansi rendah yang cocok untuk transmisi melalui kabel dan pemrosesan oleh instrumen pengukuran. Penguat muatan bertindak sebagai konverter dan penguat impedansi, memungkinkan penggunaan sensor mode muatan yang dapat beroperasi pada suhu ekstrem dan kondisi keras di mana Akselerometer IEPE akan gagal.

Meskipun kurang umum dalam pemantauan industri rutin (digantikan oleh sensor IEPE yang lebih sederhana), penguat muatan tetap penting untuk aplikasi khusus yang membutuhkan kemampuan suhu ekstrem (di atas 175°C), lingkungan nuklir, atau situasi di mana elektronik sensor tidak dapat ditoleransi. Memahami pengoperasian penguat muatan penting untuk suhu tinggi. getaran sistem pemantauan dan pengukuran historis.

Prinsip Operasi

Konversi Muatan ke Tegangan

  • Sensor piezoelektrik menghasilkan muatan (Q) yang sebanding dengan percepatan
  • Muatan dikumpulkan pada kapasitansi kabel kebisingan rendah khusus
  • Penguat muatan mengintegrasikan muatan menggunakan kapasitor umpan balik
  • Tegangan keluaran V = Q / C umpan balik
  • Hasil: Output tegangan impedansi rendah (biasanya ±10V skala penuh)

Fitur Sirkuit Utama

  • Impedansi input sangat tinggi (>10^12 ohm) untuk menghindari kebocoran muatan
  • Kapasitor umpan balik menentukan penguatan/sensitivitas
  • Resistor umpan balik mengatur respons frekuensi rendah
  • Desain kebisingan rendah penting untuk sinyal lemah
  • Beberapa pengaturan penguatan untuk sensitivitas sensor yang berbeda

Keuntungan Sistem Mode Pengisian Daya

Kemampuan Suhu Ekstrim

  • Sensor mode pengisian daya beroperasi hingga 650°C (beberapa hingga 1000°C)
  • Tidak ada elektronik di sensor yang rusak karena panas
  • Penting untuk sistem pembuangan, tungku, mesin
  • IEPE dibatasi hingga maksimum ~175°C

Tahan Radiasi

  • Tidak ada elektronik aktif di sensor
  • Cocok untuk lingkungan nuklir
  • Elektronik IEPE rusak akibat radiasi

Pertukaran Kabel

  • Dapat mengubah panjang kabel tanpa kalibrasi ulang
  • Muatan tidak sensitif terhadap kapasitansi kabel (dalam batas)
  • Fleksibilitas dalam instalasi

Kekurangan dan Tantangan

Kompleksitas Sistem

  • Memerlukan penguat muatan eksternal terpisah (biaya, ukuran)
  • Lebih banyak komponen = lebih banyak titik kegagalan potensial
  • Pengaturan dan konfigurasi lebih rumit daripada IEPE

Persyaratan Kabel

  • Harus menggunakan kabel khusus yang rendah kebisingan
  • Gerakan kabel dapat menimbulkan kebisingan (efek triboelektrik)
  • Kabel harus diamankan untuk mencegah getaran
  • Lebih mahal dari kabel koaksial standar
  • Batas panjang praktis biasanya ~100m

Sensitivitas terhadap Kelembaban

  • Impedansi tinggi sensitif terhadap resistansi isolasi
  • Kelembaban dapat menyebabkan penyimpangan sinyal atau gangguan
  • Membutuhkan penyegelan dan kondisi kabel yang baik

Kapan Menggunakan Mode Pengisian Daya

Aplikasi yang Diperlukan

  • Suhu Tinggi: >175°C (sistem pembuangan, tungku, kiln, pengujian mesin)
  • Lingkungan Nuklir: Radiasi yang melebihi toleransi elektronik
  • Atmosfer Eksplosif: Sensor yang aman secara intrinsik tanpa elektronik aktif
  • Riset: Pengujian khusus yang memerlukan karakteristik mode pengisian daya

Tidak Direkomendasikan Saat

  • Pemantauan industri standar (gunakan IEPE sebagai gantinya)
  • Kabel panjang berjalan di lingkungan yang bising secara elektrik
  • Batasan anggaran (penguat muatan mahal)
  • Pemantauan kondisi rutin (kompleksitas tidak dibenarkan)

Fitur Penguat Muatan

Pengaturan Gain/Sensitivitas

  • Dapat disesuaikan untuk menyesuaikan sensitivitas sensor
  • Kisaran tipikal: 0,1-1000 mV/pC
  • Memungkinkan penggunaan sensor yang berbeda dengan amplifier yang sama
  • Harus dikalibrasi untuk sensor yang digunakan

Kontrol Respons Frekuensi

  • Pemotongan filter lolos tinggi dapat disesuaikan (umumnya 0,1-10 Hz)
  • Filter lolos rendah untuk anti-aliasing
  • Fungsi integrasi/diferensiasi
  • Dioptimalkan untuk persyaratan aplikasi

Kemampuan Penggerak Kabel

  • Output impedansi rendah menggerakkan kabel panjang ke instrumen
  • Biasanya keluaran ±10V
  • Dapat menggerakkan beberapa instrumen jika diperlukan

Pengaturan dan Kalibrasi

Konfigurasi

  1. Hubungkan sensor ke penguat daya dengan kabel kebisingan rendah
  2. Atur penguatan penguat agar sesuai dengan sensitivitas sensor
  3. Mengatur rentang frekuensi (filter lolos tinggi dan lolos rendah)
  4. Hubungkan output penguat ke instrumen pengukuran
  5. Verifikasi kalibrasi ujung ke ujung dengan eksitasi yang diketahui

Verifikasi Kalibrasi

  • Kalibrasi meja pengocok
  • Kalibrator portabel (penggerak genggam)
  • Perbandingan back-to-back dengan sensor referensi
  • Periksa sensitivitas dan respons frekuensi

Tren Modern

Penurunan Penggunaan

  • IEPE telah menggantikan mode pengisian daya di sebagian besar aplikasi
  • Lebih sederhana, biaya lebih rendah, lebih mudah digunakan
  • Mode pengisian daya diturunkan ke aplikasi khusus
  • Beberapa fasilitas menghentikan penggunaan sistem mode pengisian daya

Aplikasi yang Tersisa

  • Pemantauan suhu tinggi (turbin gas, mesin)
  • Pembangkit listrik tenaga nuklir
  • Laboratorium penelitian
  • Pengukuran presisi yang membutuhkan keunggulan mode pengisian daya
  • Pemeliharaan sistem lama

Penguat muatan adalah perangkat pengkondisi sinyal khusus yang memungkinkan penggunaan akselerometer piezoelektrik mode muatan dalam kondisi ekstrem di mana sensor IEPE tidak dapat beroperasi. Meskipun kompleksitas dan biayanya membatasi penggunaannya pada aplikasi khusus, pemahaman tentang pengoperasian penguat muatan tetap penting untuk pemantauan getaran suhu tinggi dan pemeliharaan sistem pengukuran lama di fasilitas industri.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp