Термин: Вход тока "с общей землёй" и дифференциальный

Входы тока "с общей землёй" и дифференциальные

Вход тока "c общей землёй"

Данные входы являются частным случаем входов тока. В названии этой группы входов используется устоявшийся термин – Вход с общей землёй. В данном случае, под "землёй" подразумевается цепь общего провода источников токов I1, I2,..., IN, как показано на рисунке для N-канальной системы.

В частности, эта группа входов может быть изолированной относительно цепи заземления оборудования.

Входы тока "с общей землёй" системы сбора данных (ССД) имеют низкие входные сопротивления RШ1, RШ2,..., RШN, через которые текут токи сигналов каждого канала ССД. Если входы тока гальванически не изолированы, то для таких входов типично, когда все токовые цепи сходятся в одну точку O, находящуюся внутри ССД. Теоретически по цепи общего провода этой группы входов течёт суммарный ток I0, не влияющий на межканальное прохождение сигнала.

 

Дифференциальный вход тока X-Y

По аналогии с дифференциальным входом напряжения, ССД c входами тока "с общей землёй" может поддерживать режим измерения дифференциального (разностного) тока IX, IY между парами каналов X и Y, образуя дифференциальный вход тока. Соответственно, для такого входа дифференциальный ток I- IY является информационным, а синфазный ток 0,5*(I+IY) не является информационным (при дифференциальном измерении синфазная составляющая тока подавляется).

При практической реализации подобного входа в ССД ток I- IY внутри ССД измеряется не напрямую, а через измерение напряжения V1 = IX*RШX -  IY*RШY, как показано на рисунке ниже.

Из-за не идеального равенства сопротивления шунтов RШX и RШY  напряжение  V1 не идеально передаёт значение тока  I- IY, поэтому погрешность измерения тока I- IY всегда будет больше погрешности измерения токов  Iи IY входов тока "с общей землёй".

Особо подчеркнём, что данный "дифференциальный вход тока X-Y" подразумевает, что оба тока IX и Iявляются сигнальными (информационными) токами фаз искомого  разностного тока.

Дифференциальный вход тока X-Y0

Если в конкретной схеме измерения в токе IY сигнальная (информационная) составляющая равна нулю, то измеренное напряжение V1 = IX*RШX передаёт ток  IX с погрешностью шунта в канале X, что соответствует погрешности измерения токов  "с общей землёй". В то же время, токи Iи IY могут содержать общую (синфазную) неинформационную составляюшую, которая значительно скомпенсируется, поскольку измеренное напряжение этой составляющей V1 = IX*RШX -  IY*RШY, где RШX≈RШY.

Практически, общая (синфазная) неинформационная составляющая токов может быть вызвана, например, влиянием электромагнитных полей. В этом случае, применение "дифференциального входа тока X-Y0" и симметричного подключения улучшит соотношение "сигнал-шум" в тракте измерения. 

Очевидно, что зеркальным случаем "дифференциального входа тока X-Y0" является "дифференциальный вход тока Y-X0".

Поскольку теоретически источник тока является источником сигнала с бесконечно большим выходным сопротивлением, то в простом случае применения "дифференциального входа тока X-Y0" фазу  IY можно не подключать для обеспечения в ней нулевого тока, как это показано на рисунке ниже.

В более сложном случае, если известен импеданс источника сигнала ZX на частоте влияния синфазной помехи, то в цепь IY можно включить эквивалент нагрузки с импедансом ZY, равным ZX, для реализации дифференциального принципа подключения даже в случае однофазного источника сигнала IX, как это показано на рисунке ниже.

 

Перейти к другим терминам       Cтатья создана:02.12.2019
О разделе "Терминология"      Последняя редакция:11.12.2020

Использование термина

Данный термин используется в эксплуатационной документации ООО "Л Кард" при описании электрических свойств токовых входов модуля АЦП LTR12.

Контакты

Адрес: 117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 5, корп. 4, стр. 2

Многоканальный телефон:
+7 (495) 785-95-25
Факс: +7 (495) 785-95-14

Отдел продаж: sale@lcard.ru
Техническая поддержка: support@lcard.ru

Время работы: с 9-00 до 19-00 мск

L-CARD в проектах