Тема 3. Анализ эффективности электромагнитных экранов
3.1. Описание анализируемого объекта
Для снижения уровня электромагнитной помехи, воздействующей на детали и узлы средств измерения, используются магнитостатические и электромагнитные экраны, изготовленные, соответственно, из магнитных и немагнитных металлов. Конструктивно экран представляет собой оболочку определенной толщины, как правило, простой геометрической формы. Чаще всего для этого применяются такие геометрические фигуры, как прямоугольный параллелепипед, прямой круговой цилиндр или сфера.
3.2. Задание на выполнение практической работы
Цель работы:
– для экрана заданной геометрической формы и размеров определить его эффективность в зависимости от выбранного материала, толщины экрана и частоты экранированного поля;
– полученные результаты оформить в виде таблиц и графиков, провести анализ влияния параметров экрана на его эффективность.
3.2.1. Этапы анализа
Этап 1. Для заданных преподавателем материалов экрана, формы и размеров выбрать формулы для определения эффективности экранирования с его помощью магнитостатических и электромагнитных полей помехи (прил. 3).
Этап 2.
Для
магнитостатических полей помехи
рассчитать
зависимости эффективности экранирования
от толщины экрана для различных заданных
преподавателем материалов (значение
относительной дифференциальной магнитной
проницаемости
для различных материалов приведены в
прил. 3. Построить и проанализировать
графики. Сделать выводы.
Этап 3.
Для
электромагнитных полей помехи рассчитать
зависимость
эффективности экранирования
от толщины экрана при различных частотах
электромагнитного поля для различных
заданных преподавателем материалов.
Построить и проанализировать графики.
Сделать выводы.
3.3. Пример расчета экранов
3.3.1. Расчетное задание
Определить
эффективность электромагнитных экранов
для экранирования помех в виде
магнитостатических и электромагнитных
полей экранами со следующими конструктивными
параметрами.
Форма экрана: прямоугольный параллелепипед.
Размеры: основание
– прямоугольник со сторонами
м
и
м;
высота
м.
Материалы магнитостатических экранов – чугун серый и сталь электротехническая марки 2011.
Материалы электромагнитных экранов – медь электротехническая и латунь Л-68.
Рекомендуемые значения толщин:
– для
магнитостатических экранов
;
– для
электромагнитных экранов
.
Рекомендуемые
значения частот для электромагнитных
экранов
Гц;
Гц;
Гц.
3.3.2. Расчет эффективности экранов
Эффективность магнитостатического экрана определяем по формуле (П3.1) с учетом формулы (П3.7) (см. прил. 3).
Примечание. Использование формулы (П3.1) позволяет получить значение эффективности экрана в децибелах (дБ), что существенно уменьшает область значения результатов. Это удобно для графического представления и в ряде других случаев. Однако для наглядности демонстрации влияния экрана на помеху эффективность можно представить в относительных единицах (о.е.), вычисляя в формуле (П3.1) только логарифмируемое выражение:
,
о.е.
Необходимые для
расчета значения параметров
приведены в прил. 3, п. 2.
Результаты расчетов представлены в виде табл. 3.1 и 3.2.
Таблица 3.1