Влияние сопротивлений линии связи и утечки

Выражение для Uвых:

ε – ЭДС источника;

- потенциальные источники погрешности, т.к. создают падения напряжения в цепи сигнала. Эти составляющие необходимо минимизировать. Рассмотрим их влияние.

Ry – сопротивление изоляции как правило существенно выше Rн, следовательно Jу < Jвых и погрешность от утечки в линии связи по напряжению незначительна.

Rвн – определяется производителем/разработчиком измерительного устройства, при номинальном значении Jвых и при Jу < Jвых погрешность от Rвн не выходит за пределы основной погрешности измерительного устройства.

Rлс – определяется сечением, материалом, протяженностью проводника, качеством электрических контактов. Rлс может быть источником погрешности при использовании сигналов напряжения. Учитывать и компенсировать Rлс удается не всегда, т.к. на сопротивление провода оказывает влияние окружающая температура.

Jвых – ток через нагрузку, определяется в основном значением Rн, если выбирать Rн выше, то Jвых соответственно будет ниже, и нежелательные падения напряжения в цепи сигнала тоже будут меньше.

Влияние ЭДС помехи.

Линия связи представляет собой электрически замкнутую цепь, электрический контур. Электромагнитные волны вызывают возникновение ЭДС помехи в контуре, а следовательно возникает и ток помехи. Этот ток протекая по элементам контура создает падения напряжений. Чем выше сопротивление элемента контура, тем выше падение напряжения, тем выше рассеиваемая мощность помехи на этом элементе. В линии связи по напряжению самое высокое сопротивление у Rн, т.е. самое высокое падение напряжения. Отсюда можно сделать вывод, что линии связи по напряжению чувствительна к электромагнитным помехам. А т.к. площадь контура зависит от протяженности линии связи, то, чем протяженнее линия связи, тем больше помех она «собирает».

ЛС тока.

Rвн – внутренне сопротивление источника сигнала, у идеального источника тока Rвн → ∞, у реального оно составляет 10000 ÷ 1000000 Ом;

Rлс (сопротивление линии связи) – 0 ÷ 10 Ом;

Rу (сопротивление утечки) – 1МОм и более;

Rнагр(сопротивление нагрузки) – 100 – 500 Ом, типовое значение 250 Ом;

Здесь Uс – выходной сигнал измерительного устройства, а Uвых – напряжение на выходе ЛС, или сигнал на входе устройства обработки информации.

Rн – сопротивление приемника.

В схеме протекают токи: Iвых – ток на выходе ЛС, протекающий через нагрузку (через УОИ), Iу – ток утечки, протекающий как правило через изоляцию кабелей.

Влияние сопротивлений линии связи и утечки

Выражение для Uвых:

, Rн в данном случае нормирующий резистор, преобразующий ток в напряжение. Его точность и стабильность пропорционально отражаются на сигнале.

Из представленных выражений видно, что Uвых не зависит от Rлс (0 ÷ 10 Ом). Погрешность может внести завышенный ток утечки, обусловленный низким сопротивлением изоляции. Снижение сопротивления изоляции может возникнуть из за воздействия факторов окружающей среды и нарушения условий эксплуатации (перепады температур, влажность, механические повреждения изоляции…).

Влияние ЭДС помехи на сигнал тока незначительно ввиду того, что сопротивление приемника много меньше сопротивления источника сигнала.

Особенности подключения потребителей к линиям связи.

Линия связи по напряжению.

Схема подключения в этом случае выглядит следующим образом:

Потребители П1, П2, …, ПN подключены к источнику напряжения параллельно. Количество потребителей ограничено условием: общее суммарное сопротивление, соединенных параллельно потребителей, не должно быть меньше сопротивления, дающего предельную погрешность при передаче сигнала.

Позволяют подключать в параллель большое число приемников (П), питающихся от одного источника питания или приемников с единой сигнальной землей, что упрощает решение задачи, обеспечение надежности без применения дополнительных технических средств.

Преимущества:

Возможность подключения большого количества потребителей с высоким входным сопротивлением;

Возможность применения общей земли и одного источника питания;

Простота схемы, и не требуется никаких дополнительных условий.

Токовая линия связи.

ИП – измерительный преобразователь, который является источником сигнала;

ИЭП – источник электропитания;

П1, П2, …, ПN – приемники.

Поскольку приемники включаются последовательно, то у каждого есть своя сигнальная земля. Следовательно, цепи приемников, кроме сигнальной, должны быть гальванически развязаны. У каждого приемника должен быть свой изолированный от остальных вторичный источник питания.

Если вышел из строя хотя бы один приемник, цепь (схема) теряет свою работоспособность. Однако, можно поставить ключ к каждому приемнику, тогда схема продолжит свою работу. Еще один вариант решения – включить стабилитрон.

Для того, чтобы при выходе из строя, извлечении, отсоединении одного из приемников линия связи не теряла свою работоспособность, параллельно приемникам включают стабилитроны, такие, чтобы напряжение стабилизации стабилитрона было больше или равно максимальному падению напряжения на приемнике.

Общее число приемников ограниченно условием: сумма падений напряжений на приемниках и на ИП должно быть меньше напряжения питания линии связи.

Кроме того, каждый приемник должен иметь источник питания, гальванически не связанный с цепями ИП и источниками питания других приемников.

Для того чтобы при выходе из строя одного из приемников (извлечении или отсоединении) линия связи не теряла работоспособность, параллельно каждому приемнику включен стабилитрон UCT≥ UП1.

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8910 11 12 13 Следующая ⇒