Împământarea slabă într-un sistem cu canal fierbinte interferează cu legătura de semnal în primul rând prin trei mecanisme: formarea buclelor de împământare, îmbunătățirea cuplării electromagnetice și degradarea eficienței ecranării. Scenariul cel mai tipic implică împământarea în mai multe-puncte, care induce un curent de buclă de masă de putere-frecvență de 50 Hz. Acest curent se suprapune direct semnalelor de nivel de milivolt-generate de termocupluri, determinând controlerul de temperatură să interpreteze greșit temperatura reală. Acest tip de interferență se caracterizează prin natura sa insidioasă, dependența de condițiile de operare specifice și susceptibilitatea la diagnosticare greșită; este o cauză comună a citirilor neregulate ale temperaturii.
Cele trei căi primare pentru interferența legăturii de semnal:
1. Buclele de sol introduc zgomot în mod comun-(cauza principală)
Atunci când dispozitive-cum ar fi controlerele de temperatură, tablourile de distribuție și mașinile de turnat prin injecție-sunt conectate la diferite puncte de împământare, se formează o buclă închisă din cauza diferențelor de potențial din cadrul rețelei de împământare (chiar dacă aceste diferențe se ridică la doar câțiva milivolți).
Această buclă induce un curent de frecvență de putere de 50 Hz sau 60 Hz, care trece prin borna negativă a liniei de semnal al termocuplului.
Deoarece ieșirea unui termocuplu este un semnal slab, la nivel de milivolt-(de exemplu, aproximativ 40 μV/grad pentru un termocuplu de tip K), chiar și interferența minimă poate duce la abateri semnificative ale citirii temperaturii.
Manifestare tipică: Afișajul temperaturii prezintă fluctuații periodice, cu o frecvență de fluctuație sincronizată cu sursa de alimentare.
2. Eșecul ecranării: cablul devine o „antenă”
Stratul de ecranare al unui cablu de semnal este proiectat pentru a devia câmpurile electromagnetice externe la masă; totuși, dacă împământarea este slabă sau complet absentă, funcția de ecranare devine ineficientă.
În mediile dens populate cu dispozitive, cum ar fi unități de frecvență variabilă (VFD) și servomotoare, cablul preia în mod activ zgomotul electromagnetic de-înaltă frecvență (de exemplu, armonicile PWM).
Acest zgomot intră în circuitul de măsurare a temperaturii prin cuplare capacitivă, rezultând sărituri aleatorii sau o deviere a citirilor de temperatură.
Această problemă este deosebit de gravă atunci când cablurile dublu-ecratate nu sunt utilizate sau când stratul de ecranare este împământat la ambele capete simultan.
3. Bounce la sol afectează integritatea semnalului
When ground impedance is excessively high (>1Ω), tranzitorii mari de curent-cum ar fi cele cauzate de acționarea releului sau de comutarea MOSFET-generează căderi instantanee de tensiune de-a lungul liniei de masă.
Această tensiune este suprapusă la pământul de referință, provocând interferențe de vârf simultan pe mai multe canale de măsurare a temperaturii.
Acest fenomen este deosebit de pronunțat în sistemele în care circuite digitale de viteză mare-coexistă cu circuite analogice de măsurare a temperaturii, care pot declanșa resetări eronate ale sistemului sau distorsiuni de eșantionare.
Sfat practic: Utilizați un osciloscop pentru a capta forma de undă a semnalului termocuplului. Dacă se observă o undă sinusoidală distinctă sau un vârf tranzitoriu suprapus liniei de bază DC, aceasta poate fi, în general, atribuită unei bucle de masă sau interferențe EMI. Prioritizează măsurarea tensiunii AC relativ la masă; dacă depășește 1 V AC, trebuie luate măsuri corective imediate pentru a redresa sistemul de împământare.
