Помехозащищенность ЦИП

Помехозащищенность (в широком смысле) — способность устройства функционировать в условиях действия помехи.

Помехозащищенность ЦИП — способность цифровых приборов выполнять измерения с требуемой точностью в условиях действия помехи.

Пояснения к схеме:

R _вх — входное сопротивление вольтметра.

R _из — эквивалентное сопротивление всех изоляторов, которые только есть в ЦИП. Велико, но конечно.

U_x — источник измеряемой величины.

R_x — внутреннее сопротивление источника U_x.

R _зи — сопротивление заземления источника измеряемой величины.

— эквивалентный источник помехи нормального вида.

— внутреннее сопротивление источника .

R _в — сопротивление верхних соединительных проводов.

R _н — сопротивление нижних соединительных проводов.

R _зк — сопротивление заземления корпуса.

— эквивалентный источник помехи общего вида.

— внутреннее сопротивление источника .

Сопротивления заземления — эквивалентные сопротивления, обусловленные тем, что существует сопротивление между корпусом (прибора, источника измеряемой величины…) и землей.

Сопротивления проводов учитывают наводки (поскольку провода выполняют роль слабых антенн). Наведенный сигнал становится последовательно с измеряемым сигналом. Таким образом, получаем помеху нормального вида.

Помеха общего вида возникает в связи с разностью потенциалов между заземлением корпуса и источника.

Нужно учитывать и шаговое напряжение: напряжение, обусловленное электрическим током, протекающим в земле или токопроводящем полу, и равное разности потенциалов между двумя точками поверхности земли (пола), находящимися на расстоянии одного шага человека. В нашем случае его значение может быть достаточно высоким.

Эквивалентное напряжение помехи есть некоторое напряжение со всеми помехами, попадающее на вход вольтметра из измерительной цепи

.

Поскольку I ₂ >> I ₁ в силу значительности сопротивлений R _из и R _вх, то в этом выражении можно пренебречь:

.

Тогда можно сказать

,

поскольку напряжение падает на нижнем проводе.

С другой стороны,

в силу того, что .

Отсюда следует первый вывод: сопротивление изоляции должно быть максимальным. При старении прибора, очевидно, .

Для оценки результата действия помехи вводится коэффициент подавления помехи

.

Помеха нормального вида

При преобразовании в код имеем:

Замечание. Большинство ЦИП оснащают фильтрами помех нормального вида.

Будем считать, что нормальная составляющая помехи носит периодический характер (поскольку обычно в код переводится f или ω). В этом случае при передаче u_x для интегрирующих вольтметров

.

При передаче получим код

Если t _и кратно T _п (время измерения кратно периоду действия помехи нормального вида), то погрешность от действия помехи . Так как f = 50 Гц (в обычной бытовой электросети), то интегрирующие вольтметры настраиваются на t _и = 0,02 n [с] для минимизации воздействия помехи нормального вида на измеряемый сигнал. Именно поэтому интегрирующие вольтметры (и интегрирующие ЦИП вообще) обладают повышенной помехозащищенностью.

Дата добавления: 2015-07-14