Bediening via lange kabels kan de frequentierespons beïnvloeden en ruis en vervorming introduceren wanneer er onvoldoende stroom beschikbaar is om de kabelcapaciteit aan te drijven.
In tegenstelling tot oplaaduitvoersystemen, waarbij de systeemruis een functie is van de kabellengte, bieden ICP®-sensoren een hoogspanningsuitgang met lage impedantie die zeer geschikt is om lange kabels door zware omgevingen te sturen.
Hoewel er vrijwel geen toename in ruis is met ICP® sensoren, kan de capacitieve belasting van de kabel signalen met een hogere frequentie vervormen of filteren, afhankelijk van de voedingsstroom en de uitgangsimpedantie van de sensor.
Afbeelding 12: Schema lange verlengkabel
Over het algemeen is deze signaalvervorming geen probleem bij testen met lagere frequenties binnen een bereik tot 10.000 Hz. Voor hoogfrequente trillings-, schok- of kortstondige testen over kabels langer dan 30 m bestaat echter de mogelijkheid van signaalvervorming.
De maximale frequentie die kan worden doorgegeven over een bepaalde kabellengte is een functie van zowel de kabelcapaciteit als de verhouding tussen de pieksignaalspanning en de beschikbare stroom van de signaalomvormer, volgens het volgende schema:
waarbij, fmax= maximale frequentie (hertz)
C= kabelcapaciteit (picofarads)
V= maximale piekuitgang van sensor (volt)
Ic= constante stroom van signaalconditioner (mA)
109 = schaalfactor om eenheden gelijk te stellen
Merk op dat in deze vergelijking 1 mA wordt afgetrokken van de totale stroom die aan de sensor wordt geleverd (Ic). Dit wordt gedaan om te compenseren voor het voeden van de interne elektronica. Sommige speciale sensorelektronica kan meer of minder stroom verbruiken. Neem contact op met de fabrikant om de juiste voedingsstroom te bepalen.
Bij het aansturen van lange kabels laat bovenstaande vergelijking zien dat naarmate de lengte van de kabel, de piekspanning of de maximale frequentie van belang toeneemt, er een grotere constante stroom nodig is om het signaal aan te sturen.
De onderstaande nomograaf biedt een eenvoudige, grafische methode om de verwachte maximale frequentie van een ICP®-meetsysteem te bepalen. De maximale amplitude van de pieksignaalspanning, de kabelcapaciteit en de toegevoerde constante stroom moeten bekend zijn of verondersteld worden.
Als er bijvoorbeeld een kabel van 30 m met een capaciteit van 30 pF/ft (98 pF/m) wordt gebruikt, is de totale capaciteit 3000 pF. Deze waarde kan worden gevonden langs de diagonale kabelcapaciteitslijnen. Ervan uitgaande dat de sensor werkt met een maximaal uitgangsbereik van 5 volt en de constante stroomsignaalconditioner is ingesteld op 2 mA, kan de verhouding op de verticale as worden berekend als gelijk aan 5. Het snijpunt van de totale kabelcapaciteit en deze verhouding resulteert in een maximumfrequentie van ongeveer 10,2 kHz.
De nomograaf geeft niet aan of de amplituderespons van de frequentie op een punt vlak, stijgend of dalend is. Uit voorzorg is het een goede gewoonte om (indien mogelijk) de constante stroom naar de sensor te verhogen (binnen de maximumlimiet) zodat de frequentie die uit de nomograaf komt ongeveer 1,5 tot 2 keer zo groot is als de maximumfrequentie die van belang is.
Houd er rekening mee dat signaalomvormers die op batterijen werken door hogere stroomniveaus sneller leeg raken. Bovendien gaat alle stroom die niet door de kabel wordt gebruikt direct naar de interne elektronica en zal deze warmte produceren. Hierdoor kan de sensor zijn maximale temperatuurspecificatie overschrijden. Om deze reden moet u geen overmatige stroom leveren over korte kabeltrajecten of bij het testen bij hoge temperaturen.