Cuplajul inductiv (interferență inductivă)
Dacă sistemul de măsurare sau circuitul său de intrare este într-un câmp magnetic alternativ, tensiunea de interferență este indusă în circuitul de intrare. De obicei, un câmp magnetic alternativ este excitat de curenți alternativi care curg prin fire străine sau noduri de mașină magnetizate în mișcare.
Același lucru se va întâmpla într-un câmp magnetic constant dacă circuitele de intrare ale instrumentului de măsurare vibrează sau se mișcă.
Ca și cum ar putea fi reprezentat ca următoarea schemă:
Să găsim tensiunea parazită, care este indusă în circuitul instrumentului de măsurare :. Fie S suprafața acoperită de circuitul de măsurare. Anterior sa arătat că fluxul vectorului de inducție magnetică. Prin legea inducției lui Faraday avem - cu un câmp extern alternativ sau - cu vibrația conductorilor într-un câmp magnetic constant.
Să comparăm semnalul util în SI cu magnitudinea semnalului parazitar indus. Este ușor de observat că orientarea inductivă nu poate fi redusă prin modificarea rezistenței obiectului și a mijloacelor de măsurare zi și z0. deoarece Semnalul util depinde de aceste rezistențe în același mod.
Totuși, din formulele obținute rezultă că tensiunea indusă poate fi minimizată în următoarele moduri:
prin scăderea intensității câmpului magnetic B prin îndepărtarea SI de la sursa câmpului magnetic sau prin ecranare;
prin reducerea fluxului de inducție magnetică datorată unei modificări a orientării spațiale SI, plasarea circuitului de măsurare astfel încât vectorul magnetic de inducție al câmpului magnetic să fie paralel cu planul circuitului de măsurare. În acest caz, cos0, iar fluxul Φ este redus la minim;
prin minimizarea zonei acoperite de circuitul de intrare al instrumentului de măsurare (de exemplu prin răsucirea firelor), apoi S 0 și Φ 0.
Screeningul conductorilor din câmpuri magnetice
Caracteristici ale ecranului conductiv fără curent
Să luăm în considerare posibilitatea ecranării unui conductor plasat într-un ecran de conducere dintr-un câmp magnetic extern.
N cu condiția de mai sus circuitul de semnal de comunicație (în acest caz conductorul 2) și sursa (în acest caz, curentul în conductorul 1) sub forma unui câmp magnetic exterior, care formal poate fi reprezentat, de asemenea, comunicarea prin coeficientul de inducție mutuală M (vezi. Fig. 2.8, unde u).
Dacă acum conductorul 2 este plasat într-un ecran nemagnetic nemonosit, circuitul va deveni așa cum este arătat în fig. 2.9, unde M1E este coeficientul de inducție reciprocă a conductorului 1 și a ecranului. Deoarece nici un curent nu curge prin ecran (acesta este un segment al unui conductor cu capete izolate), acesta nu afectează configurația sau proprietățile magnetice ale spațiului dintre circuitele 1 și 2, adică Ecranul nu afectează tensiunea indusă pe conductor 2.
Cu toate acestea, datorită trecerii curentului în conducta 1, pe ecran este aplicată o tensiune. Punerea la pământ a unuia dintre capetele ecranului nu modifică cazul. Astfel, se poate concluziona că plasarea unui conductor într-un ecran izolat sau ecran împământat la un capăt, nu afectează tensiunea indusă în conductorul de un câmp magnetic exterior.
Caracteristici ale ecranului conductiv cu curent
La limita cuplajul magnetic între ecran sub forma unui tub conductor și plasat în acesta conductorul. Presupunem că curentul în conductorul central și ecranul sunt distribuite uniform pe secțiunea transversală. Câmpurile magnetice create de curenții se supun ecuației Maxwell în formă integrală, având următorul conținut: circulație vector într-un circuit închis este egal cu curentul care curge prin acest circuit. Izolatorii și conductori câmpului magnetic vector nemagnetic (care are doar semnificația fizică) asociată cu vectorul egalitate (vector are valoare auxiliară, care ajută în calcule).
Dacă fluxul de curenți egale și opuse celor doi conductori, și există o simetrie axială completă, imaginea distribuției câmpului magnetic în spațiu va fi așa cum se arată în Fig. Aici r1 este raza conductorului interior, r2 și r3 sunt razele interioare și exterioare ale ecranului cilindric. Acest lucru arată că în interiorul câmpului magnetic ecran (RR3) este complet absentă, deoarece fiecare punct al câmpului magnetic și ecranul conductor și sunt îndreptate în sens opus reciproc. Ultimul rezultat este evident, deoarece, în conformitate cu formula lui Maxwell, totalul curentului care circulă prin orice contur închis care închide suprafața exterioară a ecranului egală cu suma curentului în ecran și curentul în conductorul central este zero.
Aceasta este urmată de concluzii importante. În primul rând, putem presupune că ecranul conductiv protejează complet spațiul extern din câmpul magnetic al curentului care curge în conductorul central.
În - al doilea, este posibil să se demonstreze că inducerea reciprocă coeficientul M între scut și conductorul central este ecran inductanța proprie: M = LE. Într-adevăr, magnetic curentul de ecran câmp există doar în afara ecranului, iar fluxul vectorului de inducție magnetică F a aderat la ecranul format de câmpul magnetic al conductorului central și ecranul poate fi scris în mod oficial ca. Deci, cum ar fi, pentru că ecranul este așa, vom obține rezultatul dorit. Validitatea acestei ecuații depinde numai de faptul dacă curenții de fapt ecran și conductorul centru sunt egale și de a crea model simetric rotațional.
Conexiunea magnetică între ecranul cu curent și conductorul închis în el
Calculați tensiunea aplicată conductorului central datorită trecerii curentului I prin ecran și prezența unei cuplaje inductive între ecran și conductor. Această tensiune va fi considerată ca fiind tensiunea de zgomot (Uw). Presupunem că nu există curent în conductor (circuitul nu este închis), adică condiția nu se menține.
Presupunem că curentul ecranului este generat de tensiunea UE. indusă din alt lanț. În Fig. Figura 2.12 prezintă o diagramă care trebuie luată în considerare. Aici L e și R e sunt inductanța și rezistența ecranului. Presupunând că curentul variază în funcție de legea armonică, avem. Curentul curent este determinat de expresie. Deoarece LE = M. atunci. Diagrama corespunzătoare acestei ecuații este prezentată în fig. 2.13. Frecvența acestei curbe este definită ca frecvența cutoff a ecranului. așa că.
Tensiunea de zgomot indusă pe conductorul central la un curent constant ( = 0) este zero și crește aproape la Ue la o frecvență de 5 μSsp.
În consecință, cuplarea magnetică a ecranului cilindric și conductorul situat în interiorul acestuia crește cu frecvența crescătoare a câmpului magnetic. La o frecvență mai mică decât frecvența de cutoff (5Ōsp.
Notă. Condiția > 5cp este estimată numai. Când a ieșit, nu a fost luată în considerare efectul curentului conductorului asupra curentului ecranului și rezistența conductorului. După cum se poate observa din cele ce urmează, eficiența maximă de screening este atinsă chiar și la frecvențe> 5 pp. Când un capăt al ecranului nu este legat la pământ.
Protejarea spațiului de radiația unui conductor cu curent
Pentru a preveni radiațiile în spațiul extern, sursa de interferență poate fi închisă pe ecran. Teoretic, așa cum am arătat mai sus, dacă facem ca ecranul să fie egal în magnitudine și direcționat spre curentul conductorului central, acesta va crea un câmp magnetic egal și opus direcționat în afara ecranului. Ca urmare, o situație apare atunci când câmpul din afara ecranului lipsește (figura 1).
Figura 2 arată câmpul electric și magnetic cu un conductor de curent care se află în spațiul liber (vid). În cazul în care conductorul este plasat într-un scut la pământ într-un singur punct (figura 3), liniile de câmp electric va fi aproape de ecran și se va ecran e Câmpul conductor electric, dar câmpul magnetic al ecranului va avea un efect foarte mic.
Figura 4 prezintă o împământare la ambele capete ale circuitului prin care trece curent I1. Pentru a preveni acest lanț ușor al câmpului magnetic, este necesar ca ambele capete ale scutului sunt la pământ și un curent de întoarcere curge de la punctul A la punctul B de pe ecran (I e), în loc de planul împământat (I3).
N rakticheski aceeași eficiență de ecranare va depinde de frecvența curentă. La frecvențe > Imaginea 5sr va fi aproape de cele teoretice, deoarece la aceste frecvențe, cuplajul magnetic dintre conductorul și ecranul este plin. Apoi întoarce curent indus în scut de un curent de câmp magnetic alternativ care trece prin conductorul, va fi egală cu conductorul de curent și va crea un câmp este ecranul care compensează câmpul produs de un conductor (Fig.4).
Trimiteți-le prietenilor: