PL233936B1 - Układ do eliminacji zakłóceń w kablach pomiarowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do eliminacji zakłóceń w kablach pomiarowych, zwłaszcza zakłóceń przy pomiarach małych napięć w środowisku dużym natężeniu pól elektromagnetycznych i magnetycznych.

Eliminacja zakłóceń w kablach pomiarowych najczęściej jest realizowana poprzez używanie ekranowanych, koncentrycznych kabli w postaci skrętki lub skrętki ekranowanej. Stosuje się także układy kondensatorów, indukcyjności lub mieszane do wyeliminowania niepożądanych częstotliwości z mierzonego przebiegu. Stosuje się także układy do ograniczania napięcia mierzonego, w celu wyeliminowania przepięć i szumów.

W opisie patentowym CN204496955 pokazany jest układ podwójnie ekranowanej pary kabli z ekranem w postaci kilku taśm aluminiowych oraz pasków miedzi. W opisie patentowym CN105895255 pokazany jest kabel zawierający 4 pary przewodów wzajemnie skręconych, przy czym każda para ma własny ekran i dodatkowo wszystkie są otoczone wspólnym ekranem. Podobne rozwiązanie jest opisane w opisie patentowym CN103177806, z tym że pary skręcone są położone płasko obok siebie. Rozwiązania te są dość skuteczne, ale przy silnych wolnozmiennych polach elektromagnetycznych i magnetycznych są niewystarczające.

W opisie patentowym WO2017211951 pokazany jest układ do eliminacji zakłóceń w postaci detektora zakłóceń w kablu, filtrów odseparowujących zakłócenia, wzmacniacza i aplikatora tych zakłóceń w przeciwnej fazie, co powoduje ich wytłumienie. W opisie patentowym WO2017211104 pokazano układ RLC stanowiący filtr eliminujący zakłócenia o wyższej częstotliwości i zakłócenia wspólne. Rozwiązania te są skuteczne do tłumienia zakłóceń o innej częstotliwości niż sygnał pożądany.

W rozwiązaniu opisanym w opisie patentowym US09838072 stosuje się cyfrową eliminację zakłóceń, polegającą na analizie odbieranego sygnału i sprzężeniu zwrotnym modyfikującym sygnał wejściowy zgodnie z przyjętym algorytmem. To rozwiązanie jest skuteczne w odniesieniu do sygnałów cyfrowych.

Układ do eliminacji zakłóceń w kablach pomiarowych według wynalazku, składa się dwóch par skręconych przewodów o jednakowej długości. Do jednej pary-skrętki dołączone jest źródło napięcia mierzonego o niezerowej rezystancji własnej. Do drugiej skrętki dołączony jest rezystor o rezystancji takiej, jak rezystancja własna źródła napięcia pomiarowego. Ma to na celu wytworzenia jednakowych warunków. Obie skrętki na swej długości przechodzą przez pola zakłócające. Na obu indukują się napięcia wynikające z zakłóceń, o jednakowej wartości. Na wyjściu pierwszej skrętki będzie suma napięcia pomiarowego i napięcia zakłóceń, a na wyjściu drugiej skrętki będzie tylko napięcie zakłóceń. Na drugim końcu skrętki są dołączone do wyjścia układu, każda jednym ze swoich przewodów. Drugie przewody obu skrętek są połączone ze sobą. Połączenie w taki sposób powoduje, że napięcia zakłócające są w przeciwfazie i się wzajemnie znoszą. Na wyjściu układu otrzymujemy tylko napięcie pomiarowe.

Zaletą wynalazku jest eliminacja zakłóceń w szerokim zakresie częstotliwości, przy nakładającym się paśmie napięć pomiarowych i zakłócających, za pomocą prostych środków, pojedynczego rezystora i podwójnej skrętki.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie połączenia układu.

Źródło sygnału mierzonego U mające rezystancję wewnętrzną Rw i generujące napięcie pomiarowe Up dołączone jest do pierwszych wejść WE1a i WE1 b, do których dołączona jest pierwsza skrętka S1, która dalej przechodzi przez pole zakłóceń Z. Drugi koniec pierwszej skrętki S1 dołączony jest do pierwszych wyjść WY1a i WY1b, na których jest suma napięcia pomiarowego Up i napięcia zakłóceń Uz. Rezystor korekcyjny Rk, równy wartością rezystancji wewnętrznej Rw i posiadający napięcie zerowe U0, dołączony jest do drugich wejść WE2a i WE2b, do których dołączona jest druga skrętka S2, która dalej przechodzi przez pole zakłóceń Z. Drugi koniec drugiej skrętki S2 dołączony jest do drugich wyjść WY2a i WY2b, na których jest napięcie zakłóceń Uz. Wyjście WY1 b zwarte jest w punkcie P z wyjściem WY2b a wyjście WY1 a dołączone jest do wyjścia układu WYa, natomiast wyjście WY2a dołączone jest do wyjścia układu WYb. Napięcia zakłóceń Uz się znoszą a na wyjściu układu WYa i WYb jest tylko, napięcie pomiarowe Up.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Układ do eliminacji zakłóceń w kablach pomiarowych zawierający podwójną skrętkę, rezystor i źródło sygnału, znamienny tym, że źródło sygnału (U) mające rezystancję wewnętrzną (Rw) i generujące napięcie pomiarowe (Up) dołączone jest do pierwszych wejść (WE1a) i (WE1b), do których dołączona jest pierwsza skrętka (S1), przechodząca przez pole zakłóceń (Z), której drugi koniec dołączony jest do pierwszych wyjść (WY1a) i (WY1b), na których jest suma napięcia pomiarowego (Up) i napięcia zakłóceń (Uz), podczas gdy rezystor korekcyjny (Rk), równy wartością rezystancji wewnętrznej (Rw) i mający napięcie zerowe (UO), dołączony jest do drugich wejść (WE2a) i (WE2b), do których dołączona jest druga skrętka (S2), przechodząca przez pole zakłóceń (Z), której drugi koniec dołączony jest do drugich wyjść (WY2a) i (WY2b), na których jest napięcie zakłóceń (Uz), przy czym jedno z pierwszych wyjść (WY1 b) zwarte jest w punkcie (P) z jednym z drugich wyjść (WY2b) a wyjście (WY1 a) dołączone jest do wyjścia układu (WYa), natomiast wyjście (WY2a) dołączone jest do wyjścia układu (WYb), co powoduje, że napięcia zakłóceń (Uz) się znoszą a na wyjściu układu (WYa) i (WYb) jest tylko napięcie pomiarowe (Up).