21. Влияние экрана на емкостную связь.

В сегда существует некоторая паразитная емкость С_п между входом измерительной системы и какой-либо расположенной вблизи линией переменного напряжения (см. рис.). В результате во входной цепи измерительной системы будет наводиться напряжение помехи. В этом случае говорят, что существует емкостная связь СИ и источника помехи.

Найдем напряжение, наводимое источником U_~ на входе измерительной системы. Для этого воспользуемся эквивалентной схемой данного устройства.

Так как С_п – малая величина, то z_c>>z . Отсюда следует, что

, где z_c=1/jωc – емкостное сопротивление паразитного конденсатора.

И з предыдущей формулы видны методы борьбы с емкостной наводкой:

• уменьшить С_п, т.е. удалить средство измерения от внешних проводов;

• уменьшить z₀ (выходное сопротивление объекта);

• уменьшить входное сопротивление средства измерения z_i;

• экранировать входную цепь средства измерения, поместив ее в заземленный проводящий экран:

Э кран в измерительной системе должен простираться на возможно большее расстояние. В случае высокочастотных помех важно, чтобы экран не имел открытых тонких щелей. Экран нельзя использовать в качестве заземленного проводника.

ВАЖНО! Экран надо заземлить на том конце, который подключается к цепи с наименьшим сопротивлением. Емкостная помеха является разновидностью аддитивной помехи.

Если экран заземлен и центральный проводник не выходит за пределы экрана, напряжение шумов на проводнике уменьшается почти до нуля. Однако на практике центральный проводник обычно выходит за экран. В этом случае, даже если экран заземлен, на проводник наводится напряжение шумов, которое зависит от длины части проводника, выступающей за экран.

Таким образом, для хорошего экранирования электрического поля необходимо:

1) минимизировать длину центрального проводника, выходящего за пределы экрана;

2) обеспечить хорошее заземление экрана.

Заземление экрана в одной точке дает хороший эффект для кабеля, длина которого не превышает 1/20 длины волны переменного электрического поля. Для более длинных кабелей может потребоваться заземление в нескольких точках.

22. Экранирование переменных магнитных полей. мой

Аналогично тому, как изменяющееся во времени магнитное поле экрана вызывает возникновение ЭДС шумов в размещенном внутри экрана проводнике, внешние переменные магнитные поля индуцируют в том же проводнике шумы, величина которых определяется взаимной индуктивностью между проводником и соответствующим источником помехонесущего поля (рис. 15).

Рис. 15. Влияние внешнего магнитного поля на проводник, помещенный в экран

Пространственные характеристики электромагнитного поля, а следовательно, и взаимная индуктивность между источником и рецептором определяются как размером и формой самого токоведущего элемента, генерирующего или воспринимающего помехонесущее поле, так и параметрами окружающих источник поля конструкций.

23 В чем различие способов защиты информационных цепей от воздействующих на них электрических и магнитных помехонесущих полей?

Помещение информационной линии в экран из немагнитного проводящего материала, соединенного с одной стороны с «землей», защищает линию от воздействия электрической составляющей помехонесущего поля, но неэффективно в отношении магнитной составляющей (рис. 19, б). Механизмы экранирования магнитного поля реализуются только при двухстороннем заземлении немагнитного экрана, при котором экран и защищаемая им линия образуют замкнутый контур (рис 19, в, г).

Рис. 19. Схема защиты информационной линии от действия внешнего переменного помехонесущего электромагнитного поля:

а– линия без экрана; б– заземленный с одной стороны экран линии, выполненный из проводящего немагнитного материала; в– заземленный с двух сторон экран из проводящего немагнитного материала; г– иллюстрация механизма экранирования внешнего переменного помехонесущего магнитного поля;

Н_ВН, B_ВН – соответственно напряженность и индукция внешнего переменного магнитного поля; L_Л – индуктивность информационной линии; М – взаимная индуктивность между информационной линией и экраном; L_Э – индуктивность экрана; I_Н – ток нагрузки; I_Э – часть тока нагрузки, проходящая по экрану; I_Ш.Э –ток шумов в экране; I_З – часть тока нагрузки, проходящая по плоскости заземления; Е_Ш.Э – ЭДС шумов, индуцированных в экране внешним магнитным полем; Е_Ш.Л –ЭДС шумов, индуцированных в линии внешним магнитным полем; Е_ВЗ –ЭДС шумов, индуцированных в линии током шумов экрана; S – площадь контура, охваченного током рецептора, взаимодействующего с помехонесущим магнитным полем (заштрихованная область)