Як довжина кабелю впливає на мої вимірювання
Як довжина кабелю впливає на мої вимірювання ?
Вимірювання напруги
Вплив великих довжин кабелів на аналогові вимірювання залежить від типу вимірювань, проведених там. Наприклад, довгі довжини кабелів не впливають на диференціальні вимірювання пасивних датчиків, наприклад, термопар, термоелементів, фотодіодів або активних датчиків, які мають окремий провід від опорного сигналу та заземлення l джерела живлення, наприклад для температури та датчик вологості HMP45C або барометричний датчик CS105. Зробіть диференціальне вимірювання на активному датчику, який розділяє провід для опорного сигналу та заземлення джерела живлення, наприклад, датчик температури та вологості CS500 або інфрачервоний газовий аналізатор LI 6262, не усуває наслідки тривалих термінів роботи.
То в чому справа з довгими кабелями? Ну, проблема в тому, що коли струм протікає через заземлюючий провід, відбувається падіння напруги. Падіння напруги відповідає закону Ома і спричиняє збільшення видимої напруги між провідником сигналу та опорним провідником сигналу. Це падіння напруги відбувається тому, що дроти мають опір. Більша довжина дроту має більший опір, ніж коротка. Таким чином, велика довжина дроту призведе до більшого падіння напруги, ніж менша. Крім того, падіння напруги більш виражене в активних датчиках (датчиках, для яких потрібне джерело живлення 12 В постійного струму), наприклад, датчику температури та вологості CS500 або інфрачервоному газоаналізаторі LI 6262, ніж у датчиках. що протікає через заземлюючі дроти, ніж через активні датчики.
HMP45C витрачає приблизно 4 мА при 12 В постійного струму при включенні. Кабель (P/N 9721), який використовується в HMP45C, має опір 27,7 Вт/305 м. Для однополярного вимірювання (Інструкція 1 або VoltSE) опорний сигнал і заземлення джерела живлення підключені до землі вимірювального пристрою, ефективний опір цих проводів одночасно становить половину 27, 7 Вт/305 м, або 13,9 Вт/305 м. Використовуючи закон Ома, падіння напруги, V d, а також значення потужності/заземлення сигналу задається рівнянням нижче.
V d = I * R
. = 4 мА * 13,9 Ом/305 м
. = 55,6 мВ/305 м
Це падіння напруги збільшить температуру та видиму відносну вологість, оскільки різниця між сигналом та опорним кабелем сигналу від реєстратора даних збільшилася на Vd. Приблизна похибка температури та відносна вологість становитимуть відповідно 0,56 ° C та 0,56 % на 30,5 м довжини кабелю.
Ось чому HMP45C оснащений як проводом для опорного сигналу, так і землею джерела живлення, його напруга може бути виміряна за допомогою диференціального вимірювання (Інструкція 2 або VoltDiff). Падіння напруги, як описано вище, не відбуватиметься на опорному проводі сигналу, оскільки аналоговий вхідний високий і низький канал реєстратора даних, що використовуються для диференціального вимірювання, мають високий імпеданс, тобто в них не може протікати струм.
Загалом, найкраще використовувати диференціальне вимірювання для вимірювання датчиків з великою довжиною кабелю. Для датчиків, для роботи яких потрібно 12 В постійного струму, ми пропонуємо використовувати два окремі кабелі для повернення сигналу та заземлення джерела живлення.
Вимірювальні мости
Сигнал вимірювань мосту страждає від того самого падіння напруги, коли для підключення мосту до установки використовуються великі відрізки кабелю (див. Розділ вище). Знову ж таки, для усунення цього падіння напруги можна використовувати диференціальне вимірювання, як це використовується в 4-х дротовому половинному мосту (Інструкція 9) або 6-проводному повному мосту (Інструкція 9). Існує два додаткових ускладнення при вимірюванні мостів, напруга збудження та час збудження.
Вимірювання мосту вимагають, щоб реєстратор даних збуджував міст точністю напруги збудження. Коли для підключення мосту до електростанції використовуються довгі прокладки кабелів, напруга збудження на мосту буде меншою, ніж напруга збудження на реєстраторі даних. Це падіння напруги спричинене опором проводів, що з'єднують міст з каналом збудження вимірювального блоку. Падіння напруги в полі можна компенсувати за допомогою 3-х дротового напівмоста (Інструкція 7), 4-х дротового напівмоста (Інструкція 9) або 6-дротового повного мосту (Інструкція 9).
Потрібна обмежена кількість часу, щоб напруга збудження для напруги сигналу стабілізувалася при належному значенні. Цього разу воно змінюється залежно від довжини кабелю. Для отримання додаткової інформації див. "Вплив довжини кабелю зонда на час стабілізації сигналу" в посібниках для наших реєстраторів даних (глава 13).
Як правило, якщо для вимірювання мосту потрібні довгі прокладки кабелів, використовуйте 3 або 4 дротові напівмости замість 2-х дротового напівмоста і 6-дротову конфігурацію повного мосту замість мосту. . Див. Розділ "Міст для вимірювання опору" в посібниках для наших вимірювальних приладів (глава 13).