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4.2. IEPE-Eingang
Die Abkürzung „IEPE" steht für "Integrated Electronics Piezo Electric". und hat sich als Indus-
triestandard für piezoelektrische Sensoren etabliert. Andere Bezeichnungen für dasselbe Prinzip
®
®
sind ICP
, Isotron
wird erreicht, dass das sehr hochimpedante und störempfindliche Ladungssignal der Piezokera-
mik in ein Spannungssignal mit niedriger Impedanz umgesetzt wird. Dieses lässt sich wesent-
lich unkomplizierter weiterleiten und verarbeiten. Leitungslängen von über hundert Meter unter
Verwendung preiswerter Koaxialkabel sind möglich.
Die Besonderheit der Impedanzwandlerschaltung besteht darin, dass die Versorgungsenergie
und das Messsignal über die gleiche Leitung übertragen werden. Ein IEPE-kompatibler Aufneh-
mer kommt also mit einer einzigen massebezogenen Signalleitung aus. Bild 4 zeigt das Prinzip
der Schaltung. Um das niederimpedante Sensorsignal und die Versorgungsenergie einfach von -
einander trennen zu können, wird Konstantstrom zur Versorgung der integrierten Aufnehmer-
schaltung verwendet. Dieser muss der Messleitung aufgeprägt und gleichzeitig von den nachfol-
genden Verstärkerstufen ferngehalten werden. Wenn Konstantstrom in den Sensor fließt, wird
das beim M72 durch die permanent leuchtende weiße LED „IEPE" signalisiert.
IEPE-Aufnehmer
Integrierter Verstärker
Piezo-
Q
Keramik
Bild 4: IEPE-Prinzip
Über dem Aufnehmer baut sich bei der Speisung mit Konstantstrom eine positive Gleichspan -
nung auf. Diese Ruhe-Arbeitspunktspannung oder Biasspannung ist exemplar- und herstellerab-
hängig und liegt in der Größenordnung 5 bis 14 V. Der Arbeitspunktspannung ist das Sensorsi -
gnal überlagert. Die Spannung über dem Sensor kann nie negativ werden. Ihr Minimalwert ist
die Sättigungsspannung der integrierten Impedanzwandlerschaltung (0,5 bis 1 V). Die obere
Aussteuerungsgrenze wird durch die Versorgungsspannung der Konstantstromquelle festgelegt.
Bei der Serie M72 beträgt diese 24 V und erlaubt damit eine optimale Aussteuerbarkeit markt-
üblicher Sensoren. Bild 5 zeigt die Zusammenhänge.
®
, Deltatron
, Piezotron
U
®
etc. Mit der im Aufnehmer integrierten Schaltung
Messverstärker
Koaxialkabel,
bis einige
hundert Meter
C
Koppelkondensator
k
I
Konstanter Speisestrom
const
R
Eingangswiderstand
e
U
Versorgungsspannung der
s
Konstantstromquelle
5
U
s
I
const
C
R
k
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