Каква е количествената връзка между дължината на проводника на сензора в горещ канал и затихването на сигнала

Има положителна корелация между дължината на проводника на сензора в горещ канал и затихването на сигнала; колкото по-дълъг е водещият проводник, толкова по-значително е затихването на сигнала. Това затихване се причинява главно от натрупване на съпротивление на оловния проводник, разпределен капацитет и електромагнитни смущения, особено забележими при висока-честота или слабо предаване на сигнала.

1. Основни причини за затихване на сигнала

Съпротивление на оловния проводник, водещо до спад на напрежението: Колкото по-дълъг е оловният проводник, толкова по-голямо е общото съпротивление, причинявайки спад на напрежението в изходния сигнал за слабо напрежение от сензори като термодвойки или PT100 по време на предаване, което влияе върху точността на измерване.

Разпределен капацитет, причиняващ високо-честотно затихване: Дългите проводници образуват разпределен капацитет, който заедно с импеданса на веригата представлява ниско{1}}ефект на филтър, потискащ високо-честотните компоненти, което води до по-бавно време за нарастване на сигнала и по-бавна реакция.

Натрупване на електромагнитни смущения (EMI): В промишлени среди (като работилници за леене под налягане), дългите проводници са по-склонни да свързват електромагнитен шум от оборудване като честотни преобразуватели и нагревателни пръти, насложен върху оригиналния сигнал, проявяващ се като колебания или дрейф.

Example: When using ordinary twisted-pair cable to transmit thermocouple signals, every additional 10 meters of wire may introduce a measurement error of 0.1–0.3°C, especially noticeable in high-temperature ranges (>200 градуса).

2. Модел на количествена оценка

За стандартни термодвойки (като тип K) или резистивни сензори (като PT100), може да се използва следната опростена формула за оценка:

(1) Затихване на сигнала на напрежението (приложимо за термодвойки)

На практика термодвойките са измервания на отворена- верига с висок{0}}импеданс. В идеалния случай няма ток, но дългите проводници ще поемат ток на смущение, което води до намаляване на ефективното съотношение сигнал-към-шум.

(2) Контрол на грешки при PT100 три-компенсация на проводника

Използването на три{0}}проводна връзка може да компенсира част от влиянието на съпротивлението на проводника, но ако трите проводника са с различни дължини или материали, остатъчните грешки пак ще възникнат. Общо правило:

Въведете приблизително 0,2–0,5 Ω съпротивление на 10 метра проводник, съответстващо на температурна грешка от 0,5–1,3 градуса (поради PT100 чувствителност ≈ 0,385 Ω/градус).

Използването на екраниран кабел с усукана-двойка с добро заземяване може да контролира допълнителната грешка, причинена от смущения в рамките на ±0,2 градуса.

3. Препоръки за инженерна практика