Чтобы в еще большей степени избежать влияния помех, возникающих в результате несовершенства заземления, целесообразно воспользоваться измерительном системой с симметричным входом относительно земли. При таком устройстве входной цепи вход называют также плавающим или дифференциальным. Мы вернемся к измерительным системам такого типа в разделе 3.3.4. Это общепринятый способ, применяемый при измерении очень малых входных сигналов. В таких дифференциальных измерительных системах происходит измерение только разности потенциалов между входными клеммами (помеченными знаками + и - или надписями типа «Hi» и «Low» в схеме на рис. 2.62). Заземление такой системы осуществляется через отдельный входной зажим (клемма 0 или «Grid» на рис. 2.64). Такое заземление корпуса или кожуха необходимо по соображениям безопасности. Ток земли измерительной системы потечет через эту отдельную клемму поэтому останется в стороне от входной цепи. Напряжение, возникающее на сопротивлении земляной шины Rg, накладывается на потенциалы обоиx входных зажимов (относительно клеммы 0) — и того, который отмечен знаком +, и того, который отмечен знаком - . Подобная дифференциальная измерительная система бывает специально сконструирована таким способом, чтобы быть максимально нечувствительной к любому напряжению, которое одновременно присутствует на двух входных зажимах.
Рис. 2. 62. Измерительная система с симметричным относительно земли входом и экранированным соединительным кабелем с двумя скрученными внутренними проводниками.
О нечувствительности измерительной системы говорят как об «ослаблении»; в частности, нечувствительность системы к потенциалам, которые являются общими для обеих клемм со знаками плюс и минус, называют «коэффициентом ослабления синфазного сигнала». Способность системы реагировать на разность потенциалов между входами + и – характеризуется «чувствительностью по отношению к дифференциальному сигналу» (см. также раздел 3.3.4).
На рис. 2.62 показано также, как избежать емкостных наводок путём экранирования кабеля проводящей оплёткой, заземлённой на стороне измеряемого объекта (при измерении напряжения). Кроме того показано, что благодаря применению кабеля с двумя внутренними скрученными проводниками можно избежать индуктивной наводки.
Рассмотренные выше методы устранения помех, то есть применение активной защиты или экранирование с заземлением, исключение из входной цепи импедансов,
по которым протекают паразитные токи, и компенсация возмущений, применяются не только при электронных измерениях, но и почти во всех областях физики и техники. Однако, к сожалению, обсуждение этой темы в общем виде для всех этих областей быстро стало бы громоздким и заняло много времени.
2.3.3.4 Влияние наблюдателя: методы сопряжения
В разделе 2.3.3 мы видели, что взаимодействие между измерительной системой наблюдателем состоит из двух компонент. Желательная компонента — это влияние измерительной системы на наблюдателя, посредством которой наблюдателю доставляется измерительная информация. Нежелательной компонентой является влияние наблюдателя на измерительную систему. К сожалению, эта последняя компонента часто приводит к тому, что результат измерения зависит от наблюдателя.
Например, результатом измерения с помощью стрелочного прибора является отклонение стрелки, значение которого отсчитывается по расположенной за стрелкой фиксированной калиброванной шкале. Если между шкалой и стрелкой имеется некоторое расстояние, то правильным результатом является тот отсчет по шкале, на который приходится точка ортогональной проекции стрелки на плоскость шкалы. Когда наблюдатель регистрирует положение стрелки, не расположив глаз в проходящей через стрелку плоскости, перпендикулярной шкале, он фактически изменяет процедуру измерения (производя отсчет по наклонной проекции, а не по ортогональной). Поэтому результат измерения становится другим (ошибка из-за параллакса). Наблюдатель вносит ошибку считывания.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.