Alimentación IEPE y sensores piezoelectricos (con DAQ S x 6341)

[INg.Dario]

Hola amigos, primero quiero agradecer a cualquier persona que se haya interesado en mi pregunta y tenga el deseo de ayudarme ... GRACIAS

bueno el asunto que les quiero comentar es un poco largo y hare todo lo posible para hacerlo de una forma clara y bien documentada.

sucede que trabajo en la instrumentacion de una proto mesa vibratoria, para esta e decidido usar un par de acelerometros PIEZOELECTRICOS PREAMPLIFICADOS cuya referencia es AC150-2c http://www.ctconline.com/fileup/PrdDS2011/1_VS_AC150_DS.pdf?nameddest=AC150 , para la adquisicion de las variables de aceleration provenientes de estos sensores piezoelectricos (ICP) national instruments ofrece DAQ especializadas como la 

NI USB-4432

o los modulos de adquisicion para el compaqtDAQ como la NI9233

estos dos son tremendos dispositivos para trabajar sensores como los ya mensionados, puesto que ya cuentan con conectores BNC y el circuito de alimentacion para los sensores antes de la conversion de la señal que consta de una fuente de corriente constante que va de entre los 2 a los 10 ma y es ajustable por software, en pocas palabras la entrada de estas targetas es como las que les mostrare acontinuacion.

puerto de entrada IEPE de daq9233

esto permite simplemente conectar el sensor a la tarjeta y listo, no es necesario preocuparse por la alimentacion ni nada mas.

AHORA, no puedo comprar estos dispositivos por dos razones

1. no puedo usar la NI USB 4432 porque aparte de adquirir estos canales de aceleracion tambien me es necesario generar una salida analogica de exitacion al actuador electromecanico que hace vibrar la mesa !!!, Por lo tanto es indispensable una DAQ MULTIFUNCION

2. si adquiriera la NI9233 tendria el mismo inconveniente ; ¿ pero podria adquirir el compaqtDAQ y un modulo de salidas analogicas para para la misma compaqDAQ y problema resuelto ?... lo siento esta solucion me costaria serca de 10.000 dolares y no tengo tanto, ya que manejo un presupuesto ajustado

ahora ya hace unos meses atras tome el riesgo y adquiri una multifuncion NI DAQ 6341 de la serie x que aunque no cuenta con las entradas IEPE cuenta con 8 entradas analogicas (4 diferenciales ) y 2 salidas analogicas.

AHORA nace el dilema,  supuse que crear este circuito que les mostre anteriormente no seria un problema y podria realizar exitosamente el acople entre el sensor IEPE y mi DAQ 6341 sin ningun inconveniente. He venido trabajando cerca de un mes en esto y me e empapado del tema de los sensores piezolectricos y llego a la conclusion de que la solucion es mas simple de lo que parece; simplemente he implementado una fuente de corriente constante como la que les mostrare acontinuacion, que surtira una exitacion de 4ma al sensor y un vout de asta 20v.

SUPONGAN QUE EL MEDIDOR XMM1 ES EL SENSOR ( ASI SERIA LA CONEXION) obiamente a este circuito que se ve tan simple le hace falta sus respectivas protecciones como un limitador de picos de tencion en la entrada con el fin de  proteger la circuiteria y el sensor de sobre voltajes.

el montaje resultante seria el siguiente.

AHORA nacen mis 3 preguntas.

A. algun experto en este tipo de sensores piezoelectrico me puede decir si el circuito que implemente para la alimentacion del sensor es conveniente y si no, donde puedo averiguar cual es el mejor

B. la conexion RSE seria la mas conveniente para mi porque me permitiria una mayor eficiencia en la adquisicion, puesto que el ADC de la 6341 solo tendria que leer un solo canal por sensor: pero he leido el manual de las DAQ y la conexion directa de la tierra del circuito de alimentacion (ROJA) a la masa de la tarjeta (GND verde) me traeria problemas de sobre corriente que podrian dañar todo el sistema ¿entonces, existe alguna forma de realizar la conexion RSE ?

C. en caso de que sea necesaria una conexion Diferencial vot a AIo+ y GnD a AIo-  . bastaria solo con cablear ? o tendria que de alguna manera referenciar la tierras.

Espero me haya hecho entender y les vuevlo a dar las gracias por su tiempo 🙂 exitos y felicidad a todos.

[Alhern · Accepted solution]

Hola INg. Dario.

Las respuestas a tus preguntas:

A) Siempre y cuando le conectes una fuente de corriente constante dentro de su rango de especificaciones el acelerómetro funcionará bien.

B)Te recomiendo más que utilices la configuración diferencial, e incluyas una resistencia entre las terminales positiva y negativa para cerrar el circuito RC (De la misma forma en que aparece en el diagrama del 9233). La configuración diferencial ayuda a filtrar el ruido que viene en la línea, y te proveerá un mejor desempeño. Además, no es recomendable conectar señales aterrizadas a entradas como RSE, ya que se crean ciclos de tierras. En todo caso sería posible utilizar la configuración NRSE (no referenciada), aunque como te menciono el desempeño no será tan bueno que si utilizaras una configuración diferencial.

C) En este caso no es necesario cablear las tierras. El amplificador diferencial se encarga de enviar la señal referenciada.

Espero te ayude esta información. Saludos!