전하 증폭기란 무엇인가요? 압전 신호 컨디셔닝 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋" 전하 증폭기란 무엇인가요? 압전 신호 컨디셔닝 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"

전하 증폭기란 무엇인가? 압전 신호 컨디셔닝

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전하 증폭기 이해

정의: 전하 증폭기란 무엇인가?

전하 증폭기 고임피던스 충전 출력(피코쿨롱, pC로 측정)을 충전 모드에서 변환하는 전자 신호 조절 장치입니다. 압전 가속도계 케이블을 통한 전송 및 측정 장비 처리에 적합한 저임피던스 전압 출력으로 변환합니다. 전하 증폭기는 임피던스 변환기 및 증폭기 역할을 하여 극한 온도 및 혹독한 조건에서도 작동할 수 있는 충전 모드 센서를 사용할 수 있도록 합니다. IEPE 가속도계 실패할 것이다.

일반적인 산업 모니터링에서는 덜 일반적으로 사용되지만(단순 IEPE 센서로 대체됨), 전하 증폭기는 극한 온도(175°C 이상) 성능이 요구되는 특수 용도, 핵 환경 또는 센서 전자 장치를 사용할 수 없는 상황에서는 여전히 필수적입니다. 고온 환경에서는 전하 증폭기의 작동 원리를 이해하는 것이 중요합니다. 진동 모니터링 및 과거 측정 시스템.

작동 원리

전하-전압 변환

  • 압전 센서는 가속도에 비례하는 전하(Q)를 생성합니다.
  • 특수 저잡음 케이블 커패시턴스에 수집된 전하
  • 전하 증폭기는 피드백 커패시터를 사용하여 전하를 통합합니다.
  • 출력 전압 V = Q / Cfeedback
  • 결과: 저임피던스 전압 출력(일반적으로 ±10V 전체 범위)

주요 회로 기능

  • 전하 누출을 방지하기 위해 매우 높은 입력 임피던스(>10^12옴)
  • 피드백 커패시터는 이득/감도를 정의합니다.
  • 피드백 저항은 저주파 응답을 설정합니다.
  • 약한 신호에 대한 저잡음 설계가 중요합니다.
  • 다양한 센서 감도에 대한 다중 게인 설정

충전 모드 시스템의 장점

극한 온도 성능

  • 충전 모드 센서는 650°C(일부는 1000°C)까지 작동합니다.
  • 센서에 열로 인해 고장나는 전자 장치가 없습니다.
  • 배기 시스템, 용광로, 엔진에 필수
  • IEPE는 최대 ~175°C로 제한됩니다.

방사선 저항성

  • 센서에 활성 전자 장치가 없습니다.
  • 핵 환경에 적합
  • 방사선으로 인해 손상된 IEPE 전자 제품

케이블 교환성

  • 재교정 없이 케이블 길이를 변경할 수 있습니다.
  • 케이블 정전용량에 민감하지 않은 전하(한계 내)
  • 설치의 유연성

단점과 과제

시스템 복잡성

  • 별도의 외부 충전 증폭기가 필요합니다(비용, 크기)
  • 구성 요소가 많을수록 잠재적인 실패 지점이 많아집니다.
  • IEPE보다 설정 및 구성이 더 복잡함

케이블 요구 사항

  • 특수 저잡음 케이블을 사용해야 합니다.
  • 케이블의 움직임은 소음을 발생시킬 수 있습니다(마찰전기 효과)
  • 진동을 방지하기 위해 케이블을 고정해야 합니다.
  • 표준 동축 케이블보다 비쌉니다
  • 실제 길이 제한은 일반적으로 ~100m입니다.

습기에 대한 민감성

  • 절연 저항에 민감한 고임피던스
  • 습기로 인해 신호 드리프트나 노이즈가 발생할 수 있습니다.
  • 양호한 밀봉 및 케이블 상태가 필요합니다.

충전 모드를 사용해야 하는 경우

필수 응용 프로그램

  • 고온: >175°C(배기 시스템, 용광로, 가마, 엔진 테스트)
  • 핵 환경: 전자기기 허용치를 초과하는 방사선
  • 폭발성 분위기: 능동 전자 장치가 없는 본질적으로 안전한 센서
  • 연구: 충전 모드 특성이 필요한 특수 테스트

권장하지 않음

  • 표준 산업 모니터링(대신 IEPE 사용)
  • 전기적으로 잡음이 많은 환경에서 긴 케이블을 사용합니다.
  • 예산 제약(충전 증폭기는 비쌈)
  • 일상적인 상태 모니터링(복잡성이 정당화되지 않음)

전하 증폭기 기능

게인/감도 설정

  • 센서 감도에 맞게 조정 가능
  • 일반적인 범위: 0.1-1000 mV/pC
  • 동일한 앰프로 다양한 센서 사용 가능
  • 사용 중인 센서에 맞게 보정해야 합니다.

주파수 응답 제어

  • 고역 통과 필터 차단 조정 가능(일반적으로 0.1~10Hz)
  • 앤티앨리어싱을 위한 저역통과 필터
  • 적분/미분 함수
  • 애플리케이션 요구 사항에 맞게 최적화됨

케이블 드라이브 기능

  • 저임피던스 출력은 긴 케이블을 계측기에 연결합니다.
  • 일반적으로 ±10V 출력
  • 필요한 경우 여러 기기를 구동할 수 있습니다.

설정 및 교정

구성

  1. 저잡음 케이블을 사용하여 센서를 충전 증폭기에 연결하세요.
  2. 센서 감도에 맞게 증폭기 이득을 설정하세요.
  3. 주파수 범위 설정(고역통과 필터 및 저역통과 필터)
  4. 앰프 출력을 측정 장비에 연결하세요
  5. 알려진 여기를 사용하여 종단 간 교정을 확인합니다.

교정 검증

  • 셰이커 테이블 교정
  • 휴대용 교정기(핸드헬드 여기기)
  • 기준 센서와의 연속 비교
  • 감도 및 주파수 응답 확인

현대 트렌드

감소하는 사용

  • IEPE는 대부분의 응용 프로그램에서 충전 모드를 대체했습니다.
  • 더 간단하고, 비용이 저렴하고, 사용하기 쉽습니다.
  • 충전 모드는 특수 애플리케이션으로 전환됨
  • 일부 시설에서 요금 모드 시스템 단계적 폐지

남은 응용 프로그램

  • 고온 모니터링(가스터빈, 엔진)
  • 원자력 발전소
  • 연구실
  • 충전 모드의 장점을 필요로 하는 정밀 측정
  • 레거시 시스템 유지 관리

전하 증폭기는 IEPE 센서가 작동할 수 없는 극한 환경에서 전하 모드 압전 가속도계를 사용할 수 있도록 하는 특수 신호 처리 장치입니다. 복잡성과 비용 때문에 특수 용도로만 사용되지만, 산업 시설의 고온 진동 모니터링 및 기존 측정 시스템 유지관리를 위해서는 전하 증폭기의 작동 원리를 이해하는 것이 여전히 중요합니다.

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