23. Гальваническая изоляция цепей источников и приемников электрических сигналов.

Также одним из эффективных способов борьбы с продольной помехой является гальваническая изоляция.

Гальваническая изоляция означает устранение непосредственной электрической связи между цепями. Для этого используются специальные узлы гальванического разделения цепей – это разделительные трансформаторы и др.

Если полезный сигнал представляет собой Uпостоянного тока, то его сперва используют для модуляции несущих сигналов, а затем уже моделированный сигнал подается на узел гальванического заземления.

Рассмотрим, как гальваническая изоляция цепей ослабляет влияние продольной помехи.

Таким образом узел гальванической развязки значительно ослабляет влияние продольной помехи и позволяет локализовать помехи в одних контурах и не дает возможность распространяться в других. Это позволяет использовать узлы гальванической развязки для разделения цепей, имеющих 1 источник информационного сигнала.

В этой схеме помеха, возникающая в цепи первой нагрузки Z_h1, не может попасть в цепьZ_h2

Кроме того применение гальванической изоляции цепей позволяет последовательно соединять нагрузки, имеющие разные потенциалы точек заземления. Это позволяет избегать возникновение ложных контуров и цепей по которым может происходить выравнивание этих потенциалов. Также гальваническая изоляция позволяет последовательно включать источники сигналов, имеющие разные потенциалы.

Гальваническая изоляция постоянного тока осуществляется по 2 основным схемам:

1. Схема с использованием разделительного трансформатора

М – модулятор

В этой схеме сигнал напряжения постоянного тока поступает в модулятор, в котором происходит преобразование его в сигнал переменного тока, амплитуда которого зависит от величины входного сигнала.

В р-130 несущая частота 1 кГц

Затем модулированный сигнал подается на трансформатор. В ДМ происходит обратное преобразование из переменного в постоянный ток.

2. Гальваническая изоляция с оптоэлектронной развязкой

Входной сигнал в ШИМе преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов скважность которых зависит от величины входного сигнала.

Затем полученная последовательность импульсов напряжения подается на узел гальванической развязки

При отсутствии Uна выходе диод погашен фотосопротивление велико и ток через него близок к 0.

13.Сигналы дистанционной связи в системах автоматизации.

16.Различают 2 основных сигнала:

А) дискретные;

Б) непрерывные(аналоговые).

Выбор того или иного типа сигнала зависит от вида информации, а параметры сигнала (ток, напряжение и др.) зависят от активного сопротивления кабеля, утечек тока, максимальной длины линии связи.

Термин аналоговый указывает на то, что данная величина представляется с помощью входной величины (аналога). Например температура как ток в линии связи.

Термин «непрерывный» подчеркивает свойства таких величин, как отсутствие разрывов между значениями, которые может принимать данная величина. Дискретные – принимают не все возможные значения, а лишь строго определённые.

Рассмотрим непрерывные сигналы связи, здесь информация заключается либо в величине UилиI. Эквивалентная электрическая схема для случая когда носителем информации является ЭДС.

Напряжение на нагрузке при Eд –constиRн –constбудет изменяться при измененииRл. Всякое отклонениеRл от того значения при котором производилась градуировка приводит к отклонению погрешности.

Эквивалентная электрическая схема токовой системы передачи:

Из схемы видно, что как бы не менялось Rн иRл, ток через нагрузку будет равен току датчика, т. е. в идеале токовая система передачи имеет нулевую погрешность. Однако следует иметь ввиду, что в действительности токовая система связи имеет некоторую погрешность связанную с утечкой тока между жилами кабеля.

Эквив. схема реальной токовой системы связи имеет вид:

Iд=Iут+Iн

Iн=Iд–Iут

Каждый погонный метр кабеля обладает утечкой. Определим погрешность токовой системы передачи.

;

Обычно на несколько порядков больше чеми.

Для унифицированных токовых сигналов всегда задаются предельные сопротивления нагрузки, например: ;;

Определим при

, если Rн=1кОм, то=10Мом

Для протяженных линий связи целесообразно использовать токовые сигналы передачи информации. Однако приборы с выходным сигналом по напряжению имеют более простую конструкцию и исходя из этого сигналы напряжения применяют между приборами центральной части системы управления.

Дискретные сигналы связи.

ДСС используются в качестве информационных сигналов, так и для управления удаленными ИУ. Информационные дискретные сигналы обычно формируются дискретными датчиками с релейным выходом.

КПД линии связи будет тем выше, чем больше напряжение в линии и меньше ток.

КПД ;

Использование токовых сигналов для управления удалёнными ИУ не выгодно, а более выгодны и технически удобно для управления ИМ применять дискретные. Для управления ИМ constскорости дискретные сигналы -1; 0; +1. Протяженность и помехозащищенность обеспечивается большими допусками условного 0 и 1.

Пример формирования сигнала для ИМ:

Схема подключения потребителей токового сигнала с защитой цепи от разрыва

Потребители токового сигнала подключаются последовательно, причем I, текущий через каждого потребителя будет равен току датчик, однако разрыв цепи любого токового сигнала приводит к исчезновениюIво всей цепи. Для предотвращения такого разрыва параллельно зажимам каждого потребителя включается защитное устройство – стабилитрон.