Dépannage à l'aide de la tension de polarisation
Utilisation de la tension de polarisation comme outil de diagnostic
Les capteurs piézoélectriques sont des équipements de mesure dynamiques. Ils utilisent des éléments de détection piézoélectriques pour convertir ou transduire les phénomènes mécaniques en un signal électrique. Le paramètre mécanique peut être une force, une pression ou une vibration. Le signal électrique brut provenant d'un élément piézoélectrique est un signal de charge à haute impédance. Ce signal de charge est normalement converti en un signal de tension à faible impédance par un amplificateur de charge externe ou un amplificateur de tension externe. Les câbles entre le capteur de charge et l'amplificateur doivent être de haute qualité, à faible bruit et aussi courts que possible.
Les capteurs à amplification interne, ou capteurs ICP®, utilisent des amplificateurs miniatures pour convertir le signal de charge à haute impédance en un signal de tension à basse impédance. Ces amplificateurs sont internes au capteur et ne nécessitent donc pas de câbles à faible bruit ou d'amplificateurs externes. Ces amplificateurs ont un gain défini de sorte que les sensibilités de sortie sont normalisées.
Les capteurs ICP® sont des capteurs à deux fils. Ils sont alimentés par une source de courant continu constant. L'alimentation est généralement comprise entre 18 et 30 volts CC et le courant est limité par une diode à courant constant entre 2 et 20 mA. Les alimentations à piles typiques offrent un courant constant de 2 mA pour prolonger la durée de vie des piles, tandis que les systèmes de surveillance continue offrent un courant plus important pour alimenter des câbles plus longs.
Le signal de sortie d'un capteur ICP® est un signal de tension à faible impédance proportionnel à la mesure dynamique telle que la force, la pression ou la vibration. Ce signal de tension est transporté par une tension de polarisation continue. Le signal dynamique en courant alternatif est superposé à la tension de polarisation en courant continu et peut osciller entre la tension d'alimentation et la masse. Contrairement à un amplificateur opérationnel (Op Amp) qui nécessite une alimentation plus et moins et permet au signal de "rouler" sur la terre et d'"osciller" entre les "rails" plus et moins, le capteur ICP® exige que le signal de sortie soit polarisé en courant continu.
Cette tension de polarisation en courant continu est un excellent outil de diagnostic. Elle permet de vérifier que l'amplificateur est "allumé". Les alimentations d'entrée/sortie typiques bloquent cette tension de polarisation continue à la sortie par l'intermédiaire d'un condensateur de blocage afin de coupler le signal en courant alternatif aux dispositifs de lecture. La tension de polarisation peut être mesurée en raccordant l'entrée à un voltmètre DC. Tout en mesurant la tension d'alimentation, la tension de polarisation peut être mesurée après le branchement du capteur. Si le compteur reste sur la tension d'alimentation, c'est que quelque chose dans le système est ouvert ou non connecté. Si le compteur indique "O", un élément du système est court-circuité. Si le compteur indique environ la moitié de la tension d'alimentation, le capteur et le câblage fonctionnent correctement.