Порог чувствительности измерительной системы. Чувствительность к форме сигнала. Пределы измерений, динамический диапазон, страница 18

Если, например, активная защита обеспечивается с погрешностью 1%, то импеданс утечки возрастает в 100 раз.

Очевидно, что значение ε никогда не может стать отрицательным. Это привело бы к возникновению положительной обратной связи и сделало бы систему неустойчивой.

На печатной плате часто создают вспомогательные проводящие дорожки по обе стороны того проводника, который должен быть защищен. Эти две медные полоски соединяются в одной единственной точке в месте их подключения к выходу повторителя напряжения Для достижения большего увеличения импеданса утечки, необходимо, чтобы защитный экран возможно ближе подходил к измеряемому объекту и ко входу измерительной системы.

Рис 2 53 Активная защита, применяемая в кабеле для подавления тока утечки, текущего по имеющему конечное значение импедансу Z_l, между двумя проводниками, образующими соединительную линию.

Емкостная наводка помехи

Всегда существует некоторая ненулевая паразитная емкость C_p между входом измерительной системы и какой-либо расположенной поблизости линией переменного напряжения. В результате во входной цепи измерительной системы будет наводиться напряжение помехи (см рис. 2.54). Самым распространенным примером такого рода является фон, возникающий из-за наводок со стороны силовой; сети с частотой 50 или 60 Гц Напряжение помехи на входе измерительной системы тем больше, чек больше значение совокупного импеданса во входной цепи Z₀ | Z_i. Емкостнаянаводка помехи является разновидностью аддитивного мешающего воздействия со стороны окружающей среды.

Существует несколько методов ослабления емкостных наводок. Можно увеличить расстояние до источника помехи (и тем самым уменьшить С_p). Можно также понизить значение импеданса во входной цепи. В этом последнем случае справедливо следующее рассуждение. Пусть напряжение, создаваемое источником помехи, равно V_d. Если емкость С_p такова, что ее импеданс много больше импеданса во входной цепи Z₀ | Z_i, то напряжение помехи, действующее на входе измерительной системы, можно найти по формуле:

Ясно, что при уменьшении Z₀ | Z_i  величина V_i падает. Можно также экранировать входную цепь, поместив ее в заземленный проводящий экран (изготовленный из меди ИЛИ алюминия, как показано на рис. 2.55).

В большинстве случаев однослойного медного экрана бывает достаточно, чтобы обеспечить защиту от емкостных наводок, медный экран очень хорошо преграждает путь электрическому полю. Как и выше, важно, чтобы экранирование было полным. Другими словами, необходимо, чтобы экран измеряемого объекта и измерительной системы простирался на возможно большее расстояние и в нем не было зазоров или щелей. В отношении высокочастотных помех существенно, чтобы экран не имел открытых тонких щелей и т.д.

Строго говоря, экран можно использовать только для защиты от наводок, но не в качестве заземленного проводника соединительной линии. На рис. 2.55 изображено правильное применение так называемого симметричного двухжильного кабеля. Экран

Рис. 2. 54. Емкостная наводка помехи во входной цепи измерительной системы.

Рис. 2.55. Правильное экранирование от емкостной наводки.

кабеля надо заземлить на том конце кабеля, который подключен к цепи с наименьшим импедансом. Для системы, в которой измеряется напряжение, это всегда конец кабеля, обращенный к измеряемому объекту (так как Z₀ << Z_i), а для системы, в которой измеряется ток, это всегда конец кабеля, обращенный к измерительной системе (так как Z_o>>Z_i). В этом случае разность потенциалов между экраном и двумя проводниками оказывается настолько малой, насколько это возможно, что сводит к минимуму емкостную наводку со стороны экрана на проводники внутри кабеля.

Индуктивная наводка помехи

Если измерительная система (или ее входная цепь) размещена в меняющемся магнитном поле, то во входной цепи изводитcя напряжение помехи Обычно меняющееся магнитное поле порождается текущим по проводнику переменным током или движущимися магнитными узлами механизма. То же самое, конечно, будет происходить и в том случае, когда в постоянном магнитном поле будут двигаться (вибрировать) подходящие ко входу системы проводники. Индуктивное наведение помех схематически изображено на рис. 2.56 Наведенные помехи являются разновидностью аддитивных возмущений Наведенное напряжение помехи V_d равно: