Погрешность дистанционной передачи информации, страница 2

На  рис. 5 дана зависимость относительных погрешностей от внутреннего сопротивления R_i передающего устройства для трех унифицированных выходных сигналов постоянного тока 5, 10 и 100 мА, принятых ГОСТом 9895 – 61 при выходном напряжении на приемном устройстве U₂ = 10 В. рассматривая график, убеждаемся, что для каждого из сигналов (5, 10 и 100 мА) есть такое соотношение R_i/R2, когда погрешность мало зависит от R_i и в основном определяется параметрами линии связи и дистанционностью передачи.

 

На рис. 6 приведена зависимость относительных погрешностей от длины линии связи l при R_i = 200 кОм и U2 = 10 В, из которой видно, что наименьшая погрешность будет для выходного сигнала 100 мА. Однако, передающее устройство с выходным сигналом 100 мА имеет существенный недостаток из-за значительных потерь выходной мощности в линии связи. Для определения потерь мощности в линии связи можно воспользоваться известным уравнением коэффициента передачи [3]:

(13)

где b - постоянная затухания линии

При R2 = W

Для постоянного тока коэффициент передачи вычисляется по формуле (13)

На рис. 7 представлена зависимость коэффициента передачи мощности от сопротивления нагрузки R2 приемного устройства в зоне оптимальной нагрузки. Из рисунка следует, что потеря мощности минимальна при . Для трех унифицированных выходных сигналов 5, 20 и 100 мА.

На рис. 8 показана зависимость коэффициента передачи мощности от длины l линии связи, из которой видно, что потеря мощности в линии связи может быть значительной , особенно выходного сигнала 100 мА.

В таблицу сведены значения погрешности и коэффициента передачи мощности воздушной и кабельной линии связи длиной 10 км для сигналов постоянного тока, равных 5, 20 и 100 мА (при выходном напряжении на приемном устройстве U₂ = 10 В, для передающего устройства R_i = 200 кОм).

Величина унифицированного выходного сигнала в мА	Значения погрешности и коэффициента передачи
	для кабельной линии связи				для воздушной линии связи
	d в %	КР	d в %	КР	d в %	КР	d в %	КР
5 20 100	-0,0,51 -0,037 -0,036	0,96 0,87 0,51	-0,084 -0,082 -0,08	0,92 0,71 0,37	-4,9 -1,23 -0,29	0,94 0,94 0,78	-5,1 -1,59 -0,59	0,87 0,71 0,33
Примечание. Ri=200 кОм, l=10 км, U2=10 В

Обращает на себя внимание немалая погрешность дистанционной передачи при использовании воздушной линии связи, особенно при сигнале 5 мА. Уменьшить погрешность для данной линии связи возможно путем снижения сопротивления R2 приемного устройства, сохраняя при этом условие R_i>>R2, т.е. путем уменьшения входного напряжения приемного устройства.

Пример расчета

Рассмотрим токовую систему, имеющую дистанционную передачу на постоянном токе 0 – 5 мА. Эта система состоит из датчика электрической силовой компенсации R_i» 500 кОм (среднее значение в зависимости от предела измерения), вторичного прибора КСУ-2 (входное сопротивление которого R₂ = 20 Ом, l = 10 км) и стальной воздушной линии связи (наихудший случай в таблице) диаметром 4 мм, R1 = 20 Ом/км,

подставив эти значения в формулу (12), найдем величину погрешности дистанционной передачи. Она равна –0,34 %.

Погрешность дистанционной передачи значительно уменьшается с переходом на меньшее сопротивление приемного устройства (т.е. с 2000 до 20 Ом). Снижение погрешности дистанционной передачи наиболее заметно при R_i®¥, R2® 0 и R_i®0, R2®¥, т.е. если передающее устройство является генератором тока или напряжения. При этих условиях параметры линии связи оказывают на погрешность дистанционной передачи совершенно одинаковое влияние.

Таким образом, правильно выбрав передающее и приемное устройство, параметры линии связи, а так же частоту связи, погрешность дистанционной передачи можно свести к минимальным значениям.