Zintegrowana elektronika Piezoelektryczna
Skrót IEPE oznacza Integrated Electronics Piezo-Electric . Charakteryzuje standard techniczny dla czujników piezoelektrycznych , które zawierają wbudowaną elektronikę konwersji impedancji . Czujniki IEPE służą do pomiaru przyspieszenia , siły lub ciśnienia . Mikrofony pomiarowe również stosują standard IEPE. Inne zastrzeżone nazwy tej samej zasady to ICP, CCLD, IsoTron lub DeltaTron.
Elektronika czujnika IEPE (zwykle realizowana jako obwód FET ) przetwarza sygnał o wysokiej impedancji materiału piezoelektrycznego na sygnał napięciowy o niskiej impedancji, typowo 100 Ω . Sygnał o niskiej impedancji jest korzystny, ponieważ może być przesyłany długimi kablami bez utraty jakości sygnału. Ponadto nie są już potrzebne specjalne kable o niskim poziomie szumów, które w innym przypadku byłyby wymagane do stosowania z czujnikami piezoelektrycznymi.
Obwód czujnika jest zasilany prądem stałym . Cechą wyróżniającą zasadę IEPE jest to, że zasilanie i sygnał czujnika są przesyłane przez jeden ekranowany przewód.
Większość czujników IEPE pracuje ze stałym prądem w zakresie od 2 do 20 mA. Typowa wartość to 4 mA. Im wyższy prąd stały, tym dłuższa możliwa długość kabla. Kable o długości kilkuset metrów mogą być używane bez utraty jakości sygnału. Zasilanie czujnika IEPE stałym prądem skutkuje dodatnim napięciem polaryzacji, zazwyczaj między 8 a 12 woltów, na wyjściu. Rzeczywisty sygnał pomiarowy czujnika jest dodawany do tego napięcia polaryzacji. Napięcie zasilania lub zgodność źródła prądu stałego powinno wynosić od 24 do 30 V, co stanowi mniej więcej dwukrotność napięcia polaryzacji. Zapewnia to maksymalne amplitudy w kierunku dodatnim i ujemnym.
Typowy zasilacz czujnika IEPE ze stałym prądem 4 mA i napięciem zgodnym z normą 25 V ma pobór mocy 100 mW. Może to być wadą w systemach zasilanych bateryjnie. Do takich zastosowań istnieją czujniki IEPE o niskim poborze mocy, które mogą pracować przy stałym prądzie tylko 0,1 mA z zasilania 12 V. Może to zaoszczędzić do 90% energii.
Wiele przyrządów pomiarowych przeznaczonych do czujników piezoelektrycznych lub mikrofonów pomiarowych ma na wejściu zintegrowane źródło prądu stałego IEPE. W przyrządach pomiarowych z wejściem IEPE napięcie polaryzacji jest często wykorzystywane do wykrywania czujnika. Jeśli sygnał jest zbliżony do stałego napięcia zasilania, oznacza to, że nie ma czujnika lub ścieżka kabla została przerwana. Sygnał zbliżony do napięcia nasycenia wskazuje na zwarcie w czujniku lub kablu. Pomiędzy tymi dwiema granicami wykryto działający czujnik. Napięcie polaryzacji jest odcinane przez kondensator sprzęgający na wejściu przyrządu i tylko AC jest dalej przetwarzany.
Czujniki piezoelektryczne, które nie posiadają elektroniki IEPE, czyli z wyjściem ładunkowym, pozostają zarezerwowane dla zastosowań, w których wymagane są najniższe częstotliwości, wysokie temperatury pracy, ekstremalnie duży zakres dynamiczny , bardzo energooszczędna praca lub ekstremalnie mała konstrukcja.