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- Die Abkürzung IEPE steht für Integrated Electronics Piezo Electric. Sie bezeichnet einen Industriestandard für piezoelektrische Sensoren mit eingebauter Impedanzwandler-Elektronik. Dabei kann es sich um Beschleunigungs-, Kraft- und Drucksensoren handeln. Auch für Messmikrofone wird der IEPE-Standard angewandt. Bei unterschiedlichen Herstellern wird das IEPE-Prinzip auch unter propriäteren Bezeichnungen wie ICP (integrated circuit piezoelectric), CCLD (constant-current line-drive), IsoTron oder DeltaTron vermarktet. Die IEPE-Sensorelektronik, meist als FET-Schaltung realisiert, wandelt das hochimpedante Signal des piezoelektrischen Materials in ein Spannungssignal mit einer geringen Impedanz von etwa 100 Ω. Ein niederimpedantes Sensorsignal ist vorteilhaft, weil es sich verlustarm über lange Leitungen übertragen lässt. Außerdem kann auf die bei piezoelektrischen Sensoren sonst erforderlichen störarmen Spezialkabel verzichtet werden. Die Besonderheit des IEPE-Prinzips liegt darin, dass der Versorgungsstrom und das Sensorsignal gemeinsam über ein einfaches Koaxialkabel übertragen werden. Die Sensorelektronik wird mit einem Konstantstrom versorgt, der üblicherweise zwischen 2 und 20 mA liegt. Je höher der Strom, desto größer die zulässige Leitungslänge. Die meisten Messgeräte mit IEPE-Eingängen stellen 4 mA bereit. Über dem Sensor bildet sich bei Speisung mit Konstantstrom eine positive Arbeitspunktspannung, die typischerweise 8 bis 12 V beträgt. Das eigentliche Messsignal des Sensors überlagert sich als Wechselspannung mit dieser Arbeitspunktspannung. Die Vorspannung der Stromquelle liegt meist zwischen 24 und 30 V, so dass eine symmetrische Aussteuerbarkeit in positive und negative Richtung erreicht wird. Eine typische IEPE-Versorgung mit 4 mA Konstantstrom aus einer Spannungsquelle mit 25 V hat eine Leistungsaufnahme von etwa 100 mW. In batteriebetriebenen Messgeräten kann dies von Nachteil sein. Daher existieren Low-Power-IEPE-Sensoren, die bereits mit 0,1 mA Konstantstrom aus 12 V arbeiten. Die Leistungsaufnahme kann damit um bis zu 90 % reduziert werden. Die Arbeitspunktspannung wird in Messgeräten mit IEPE-Eingang oft zur Sensorerkennung genutzt. Liegt sie nahe der Konstantstromquellen-Versorgungsspannung, ist kein Sensor vorhanden oder das Kabel unterbrochen. Liegt sie bei der Sättigungsspannung, liegt ein Kurzschluss im Sensor oder Kabel vor. Im Bereich dazwischen wird ein funktionierender Sensor erkannt.Vom Messgeräteeingang wird die Arbeitspunktspannung mit einem Koppelkondensator ferngehalten und nur die Signalspannung des Sensors wird weiterverarbeitet. Die IEPE-Konstantstromversorgung ist in die Eingänge vieler Messgeräte integriert, die mit piezoelektrischen Sensoren oder Messmikrofonen arbeiten. Piezoelektrische Sensoren ohne IEPE-Elektronik, das heißt mit Ladungsausgang, bleiben Anwendungen vorbehalten, bei denen sehr tiefe Frequenzen, hohe Betriebstemperaturen, ein extrem großer Dynamikumfang, ein sehr energiesparender Betrieb oder eine extrem kleine Bauform gefordert sind. (de)
- The abbreviation IEPE stands for Integrated Electronics Piezo-Electric. It characterises a technical standard for piezoelectric sensors which contain built-in impedance conversion electronics. IEPE sensors are used to measure acceleration, force or pressure. Measurement microphones also apply the IEPE standard.Other proprietary names for the same principle are ICP, CCLD, IsoTron or DeltaTron. The electronics of the IEPE sensor (typically implemented as FET circuit) converts the high impedance signal of the piezoelectric material into a voltage signal with a low impedance of typically 100 Ω. A low impedance signal is advantageous because it can be transmitted across long cable lengths without a loss of signal quality. In addition, special low noise cables, which are otherwise required for use with piezoelectric sensors, are no longer necessary. The sensor circuit is supplied with constant current. A distinguishing feature of the IEPE principle is that the power supply and the sensor signal are transmitted via one shielded wire. Most IEPE sensors work at a constant current between 2 and 20 mA. A common value is 4 mA. The higher the constant current the longer the possible cable length. Cables of several hundred meters length can be used without a loss of signal quality. Supplying the IEPE sensor with constant current, results in a positive bias voltage, typically between 8 and 12 volts, at the output. The actual measuring signal of the sensor is added to this bias voltage. The supply or compliance voltage of the constant current source should be 24 to 30 V which is about two times the bias voltage. This ensures maximum amplitudes in positive and negative direction. A typical IEPE sensor supply with 4 mA constant current and 25 V compliance voltage has a power consumption of 100 mW. This can be a drawback in battery powered systems. For such applications low-power IEPE sensors exist which can be operated at only 0.1 mA constant current from a 12 V supply. This may save up to 90 % power. Many measuring instruments designed for piezoelectric sensors or measurement microphones have an IEPE constant current source integrated at the input.In measuring instruments with IEPE input the bias voltage is often used for sensor detection. If the signal lies close to the constant current supply voltage, there is no sensor present or the cable path has been interrupted. A signal close to the saturation voltage, indicates a short circuit in the sensor or cable. In between these two limits a functional sensor has been detected. The bias voltage is cut off by a coupling capacitor at the instrument input and only the AC signal is processed further. Piezoelectric sensors which do not possess IEPE electronics, meaning with charge output, remain reserved for applications where lowest frequencies, high operating temperatures, an extremely large dynamic range, very energy saving operation or extremely small design is required. (en)
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- Die Abkürzung IEPE steht für Integrated Electronics Piezo Electric. Sie bezeichnet einen Industriestandard für piezoelektrische Sensoren mit eingebauter Impedanzwandler-Elektronik. Dabei kann es sich um Beschleunigungs-, Kraft- und Drucksensoren handeln. Auch für Messmikrofone wird der IEPE-Standard angewandt. Bei unterschiedlichen Herstellern wird das IEPE-Prinzip auch unter propriäteren Bezeichnungen wie ICP (integrated circuit piezoelectric), CCLD (constant-current line-drive), IsoTron oder DeltaTron vermarktet. (de)
- The abbreviation IEPE stands for Integrated Electronics Piezo-Electric. It characterises a technical standard for piezoelectric sensors which contain built-in impedance conversion electronics. IEPE sensors are used to measure acceleration, force or pressure. Measurement microphones also apply the IEPE standard.Other proprietary names for the same principle are ICP, CCLD, IsoTron or DeltaTron. The sensor circuit is supplied with constant current. A distinguishing feature of the IEPE principle is that the power supply and the sensor signal are transmitted via one shielded wire. (en)
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