4 نکته مهم برای از بین بردن نویز برقی

اندازه گیری سیگنال های آنالوگ در یک سیستم کسب داده (DAQ) همیشه به آسانی نیست.

تاریخ انتشار: 26آذر1398

چهار نکته مهم برای از بین بردن نویز برقی
اندازه گیری سیگنال های آنالوگ در یک سیستم کسب داده (DAQ) همیشه به آسانی نیست زیرا سیم کشی منبع سیگنال منجر به تجهیزات اندازه گیری می شود. یکپارچگی داده ها وابسته به سیگنال های الکتریکی تمیز است که از دستگاه های برقی که کنترل و نظارت می شوند ارسال و دریافت می شود. سر و صدای الکتریکی می تواند این سیگنال ها را تحت تأثیر قرار دهد و آنها را غیرقابل تشخیص جلوه دهد و باعث اختلال در سیستم DAQ شود.
در این مقاله ، ما می خواهیم بر روی نویز همراه نویز از منابع خارجی که می تواند بر سیگنال های اندازه گیری در سیستم شما تأثیر بگذارد ، توجه کنیم.

انواع اتصال نویز

نویز حالت مشترک : تداخل الکتریکی در دو خط سیگنال که باعث می شود ولتاژ هر دو سیگنال نسبت به زمین تغییر کند.
نویز حالت عادی : تداخل الکتریکی در یکی از دو خط سیگنال که باعث تغییر ولتاژ ارجاع شده بین دو سیگنال می شود. این شبیه به سر و صدای حالت معمولی است ، مگر اینکه تنها یکی از سیگنالها تحت تأثیر قرار گیرند.

منابع سر و صدا همراه
نویز الکترواستاتیک : هنگامی که در معرض میدان الکتریکی متفاوت باشید ، ولتاژ در یک هادی القا می شود. این معمولاً به عنوان نویز همراه با خازنی نیز گفته می شود. منابع ذیل نویز الکترواستاتیک هنگام برخورد با سیستمهای جمع آوری داده ها مشترک هستند:
  *  کابل های موتوری با فرکانس متغیر (VFD)
  *  هادی های منبع تغذیه حالت سوئیچ
  *   چراغهای فلورسنت
  *  یاتاقان های فشار دهنده

نویز الکترومغناطیسی : هنگامی که در معرض میدان مغناطیسی متفاوت باشید ، جریان در یک هادی القا می شود. این معمولاً به عنوان نویزهای القایی همراه است. موارد زیر منابع مشترک نویز الکترومغناطیسی هستند:
   * کابل های موتور VFD
   * کابل های برق AC
   * هادی های منبع تغذیه حالت سوئیچ
   * کنتاکتورهای برق قدرت
   * حلقه های زمینی

1. کابل های محافظ
استفاده صحیح از کابلهای محافظ در یک سیستم دستیابی به داده ها به حداقل رساندن نویز الکترواستاتیک حالت معمول کمک می کند. از لحاظ تئوریکی ، هنگامی که یک سپر یک سیم (های) سیگنال را احاطه کرده است ، سیم سیگنال به صورت خازنی به سپر وصل می شود ، اما نمی تواند از نظر خازنی به هر هادی خارج از سپر وصل شود. در حال حاضر ، این کار به دو روش انجام می شود و می توان از آن برای حفظ نویز الکترواستاتیک در خارج از رساناها در داخل کابل سپر استفاده کرد ، اما می تواند برای حفظ نویز الکترواستاتیک موجود در سپر نیز استفاده شود.
به عنوان یک قانون کوچک ، تمام سیگنال های اندازه گیری باید با استفاده از کابل های محافظ به سیستم متصل شوند ، اما همچنین مهم است که از کابل های محافظ روی کابل های برق در سیستم استفاده کنید که حاوی سیگنال هایی با فرکانس بالا هستند که سیگنال های مختلفی دارند تا اثر آنها در سایرین به حداقل برسد. بخش هایی از سیستم این به طور معمول شامل دستگاه هایی است که توسط سیگنال های مدولار شده با پالس پالس هدایت می شوند مانند کابل هایی که درایوهای فرکانس متغیر را به موتورهای مربوطه خود متصل می کنند ، solenoids که در هنگام جمع آوری داده ها سوئیچ می شوند و solenoids که توسط سیگنال های PWM هدایت می شوند. پس از استفاده از کابل های محافظ ، یک باید اطمینان حاصل شود که سپر به درستی خاتمه یافته است.
به طور معمول ، فقط یک انتهای یک shied خاتمه می یابد ، و در پتانسیل مرجع سیگنال صفر (مشترک) برای سیگنال های موجود در یک سپر خاتمه می یابد. در شرایط ویژه ، سپرها در هر دو انتها خاتمه می یابند ، اما باید دقت شود که اختلاف پتانسیل بین هر دو انتهای سپر وجود ندارد ، زیرا در صورت وجود ، یک حلقه زمین ایجاد می شود.

2. کابل های جفت پیچ خورده
استفاده از کابل های زوج پیچ خورده به از بین بردن نویز حالت عادی کمک می کند زیرا هر یک از هادی های موجود در جفت به طور مساوی در معرض هرگونه منبع نویز الکترواستاتیک و / یا الکترومغناطیسی قرار دارند.
کابل های جفت پیچ خورده همچنین به حداقل می رساند میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان در رسانا ها کمک می کند. هر هادی در یک جفت جریان مشابه را دارد ، مگر در جهت های مخالف. بنابراین میدان های مغناطیسی برای هادی ها یکدیگر را از بین می برند. 800px-TwistedPair_S-FTP

3. جداسازی سیگنال
برخی از سیستم ها به دلیل اندازه فیزیکی سیستم یا به منظور جداسازی دستگاه های پر سر و صدا از سیستم جمع آوری داده ها به هواپیماهای زمینی متعدد نیاز دارند. این مهم است که اطمینان حاصل شود که سیم کشی سیگنال ایجاد مسیر برگشتی بین دو هواپیمای زمینی با پتانسیلهای مختلف نسبت به زمین خاکی نخواهد کرد و آنچه را به عنوان حلقه زمین شناخته می شود ایجاد می کند.
برای هر وسیله ای که پتانسیل ایجاد حلقه زمین را داشته باشد ، باید جداسازی شود. ماژول های دستیابی به اطلاعات را می توان خریداری کرد که دارای انزوا روی صفحه باشند یا از یک وسیله خارجی استفاده می شود. باید دقت کرد تا دستگاه بتواند اختلاف پتانسیل بین دو هواپیمای زمین را برطرف کند و اینکه ایزوله در هنگام جداسازی سیگنال های آنالوگ از پهنای باند کافی برخوردار باشد.

4- اندازه گیری های دیفرانسیل
به طور معمول ، بهتر است در هر كجا ممكن ، یك سیستم جمع آوری داده با استفاده از اندازه گیریهای دیفرانسیل طراحی شود. اندازه گیری های دیفرانسیل به از بین بردن هرگونه سر و صدای حالت عادی کمک می کند و از کابل کشی جفت پیچ خورده نهایت استفاده را خواهد برد.
از لحاظ تئوریکی ، اندازه گیری دیفرانسیل باعث اختلال در نویز در حالت معمول می شود ، اما در برنامه های کاربردی واقعی چنین نیست.