Гальваническая связь

Электрические помехи

Каждый провод в соединительных цепях датчика с обрабатывающим электронным устройством является потенциальным приёмником электрических помех. Помехи бывают двух видов – дифференциальные, когда ток помехи в сигнальных проводах течёт в разные стороны, и синфазные, когда ток помехи в проводах течёт в одну сторону. Также можно сказать, что дифференциальная помеха – это помеха между двумя сигнальными проводами, а синфазная – между сигнальными проводами и землей.

Помехи, возникающие в электрическом проводнике, могут иметь различную природу. Обычно они вызваны одним из следующих типов связи между источником помех и проводником:

· гальванической (резистивной, кондуктивной);

· емкостной;

· индуктивной (магнитной).

Гальваническая связь между проводником и источником помех не зависит от частоты возмущающего сигнала. При емкостной или индуктивной связи степень влияния, напротив, зависит от частоты помех – чем выше частота, тем больше энергии получается от источника возмущений. На практике это означает, что электрические цепи, в которых происходят быстрые изменения тока и/или напряжения, могут быть более серьёзными источниками помех, чем низкочастотные. Вообще говоря, взаимодействие с источником возмущений редко относится к од-ному типу, обычно – это комбинация всех трёх вышеперечисленных типов. Серьёзные проблемы возникают с маломощными сигналами расположенными вблизи силовых кабелей. Каждый провод в соединительных цепях датчика с обрабатывающим электронным устройством является потенциальным приёмником электрических помех.

Чтобы создать для электронного оборудования среду, максимально свободную от наводок, постоянно проводится множество исследований и разработок. Целью является достижение электромагнитной совместимости в рамках электрических цепей, а также между различными цепями и системами. Электрический прибор должен, с одной стороны, быть нечувствительным к внешним помехам и, с другой стороны, не должен генерировать помех, которые могут оказать влияние на другую аппаратуру.

Когда несколько электронных устройств одновременно имеют общий источник питания и/или общую землю, могут возникать взаимодействия резистивного характера. Довольно часто встречающиеся источники помех – плохо заземлённые электродвигатели и преобразователи частоты с полупроводниковыми вентилями.

Один из способов избежать такого типа взаимодействия – обеспечить для чувствительного электронного оборудования выделенный источник питания. Другая возможность – это гальваническая развязка источников питания и аппаратуры. В этом случае прямая электрическая связь между различными источниками питания и электрооборудованием отсутствует.

Источником помех при передаче измерительного сигнала может быть и падение напряжения U_общ на участке провода, общем для сигнала и некоторой нагрузки (рис. 3, а).

В самом деле, если рассмотреть эквивалентную электрическую схему (рис. 3, б), то по второму закону Кирхгофа, падение напряжения на измерительном приборе U_пр определяется выражением

Т.е. помимо напряжения, генерируемого датчиком e_д, измерительный прибор будет измерять ещё и падение напряжения на общем участке. Вносимая погрешность будет тем сильнее, чем больше сопротивление общего участка провода. Решением описанной проблемы является подсоединение «земли» источника сигнала к приёмнику отдельным проводом, который не используется ни для каких иных целей.

а) Общий участок провода	б) Эквивалентная электрическая схема

Рис. 3. Паразитный ток I_общ, протекающий по общему участку провода «земля», создаёт падение напряжения U_общ.

Дата добавления: 2015-05-10