Hay una celda de carga tipo puente de Wheatstone de 6 cables y uno de los cables se llama blindaje y está conectado eléctricamente a la carcasa metálica de la celda de carga como se muestra a continuación (lo marqué con indicadores amarillos):
Dos celdas de carga idénticas están conectadas a dos unidades amplificadoras y los amplificadores se alimentan con un suministro SMPS aislado. Todo se muestra a continuación con mi dibujo primitivo a continuación:
Las partes grises LC1 y LC2 representan la parte metálica de la celda de carga y el cable amarillo es el cable blindado integrado que se adjunta a ella. 5 cables naranjas son los otros cables entre la celda de carga y la unidad amplificadora. Las salidas van a una placa de adquisición de datos de un solo extremo.
No estaba usando el cable blindado antes (cable amarillo en la ilustración anterior). Quiero decir que el cable blindado no estaba conectado a tierra. A veces teníamos problemas de interferencia y me sugirieron que conectara a tierra el marco.
¿Es correcta mi forma de conectar a tierra el escudo en este caso, es decir, conectar a tierra los escudos en un solo punto a la red eléctrica?
Realmente no pude encontrar una información clara sobre esto.
Yo los conectaría así:
Porque si no lo hace, podría obtener un acoplamiento capacitivo entre el escudo y el sensor que se supone que el escudo debe proteger. Un escudo debe tener el mismo potencial que la cosa que está protegiendo. Cualquier campo eléctrico en el escudo del sensor fluirá por el escudo hasta el AGND y será desviado lejos de su sensor. Asegúrese de que su AGND sea de baja impedancia con respecto a los otros terrenos de su sistema.
Si el cable está conectado a tierra o a tierra del chasis, es posible que esté desviando las corrientes del blindaje a tierra donde pertenecen, pero también captando ruido de modo común de la tierra.
El propósito del blindaje es proporcionar una ruta de baja impedancia para el ruido de modo común a cierta impedancia baja en relación con la impedancia de acoplamiento parásita. Teniendo en cuenta que los campos E e I pueden estar varios órdenes de magnitud por encima de la señal, esta relación de impedancia es crítica para el ruido radiado.
Mientras tanto, el ruido de tierra conducido es un gran desconocido dependiendo de la aplicación y la proximidad de los filtros de línea SMPS y las sobretensiones de tierra y el ruido de RF ambiental.
El problema de conectar pantallas en ambos extremos depende de las corrientes de tierra entre las dos tierras y, por lo tanto, la corriente CM inducida a lo largo de la pantalla es la amplitud de la corriente de tierra. A menudo, esto solo es problemático cerca de grandes fuentes de alimentación de CA-CC o sistemas que usan tapas en Y para filtrar el ruido de CM a tierra o si hay una falla a tierra con fuga a tierra. También puede ser problemático con transmisores RF AM cercanos.
No hay una solución general. Aquí hay algunas variaciones en el blindaje;
Para las señales EEG, el escudo a menudo se activa con el voltaje de modo común de la señal llamado blindaje activo porque un campo E errante de 100 V/m está 140 dB por encima de una señal de 10 uV.
Si el espectro de ruido es RF de transmisores SW y ruido radiado por SMPS, el blindaje puede actuar como una antena y las no linealidades de entrada del preamplificador para señales CM pueden rectificarse produciendo ruido de modulación de banda base, por lo que los choques RF CM se utilizan para micrófonos y CC. los cables del cargador de alimentación y la conexión a tierra solo se encuentran en el marco de CA. Para móviles o portátiles no hay conexión a tierra a menos que esté conectado a un monitor VGA o algún puerto de audio con conexión a tierra.
Para las señales de Ethernet, la impedancia del modo común generalmente se conecta a tierra mediante límites de 1 nF para evitar que las corrientes de tierra de CA pasen entre los puntos finales de las PC con conexión a tierra. Estos siempre incluyen también estranguladores de CM para elevar la impedancia de CM de modo que la impedancia diferencial pueda atenuar el ruido de CM.
Donde el ruido puede ser mayor cerca del sensor, como en un motor de gasolina automotriz con ruido de bujía o una diferencia en el ruido de tierra entre los puntos finales, el blindaje al marco a menudo solo se conecta en la fuente y no en el extremo recibido para evitar Ruido de tierra del marco que conduce a través del escudo.
A continuación, se muestra que el ruido del modo común puede provenir del SMPS, por lo que se necesita un estrangulador CM. (Lo mismo es cierto para los cargadores de portátiles, pero el blindaje solo está conectado a tierra en un extremo). NB
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
En este caso, los conectores de las galgas extensiométricas están conectados a tierra a través del cuerpo del conector hasta los sensores del chasis, y la ruta de tierra interna debe ser corta hasta el cable de alimentación para que proporcione una protección decente para las señales. La opción de conectar el cable de drenaje blindado amarillo en el destino de tierra de CA depende de la diferencia en el ruido de tierra entre la fuente y el destino. Esto es difícil de determinar sin probar o conocer el ruido perdido en la instalación. Uno tiene que saber cómo probar y medir el ruido simulando el ruido cercano con solenoides o bobinas de relé que pulsan en cables largos cercanos. Entonces puede evaluar la efectividad del ruido radiado. Para el ruido de suelo conducido, se utilizan otras pruebas para la simulación de susceptibilidad.
Por lo tanto, no hay una respuesta general a lo que es mejor para su aplicación, pero al menos tiene la opción de terminar el blindaje en ambos extremos o agregar un gran núcleo de ferrita, una rosquilla toroidal o una cubierta de ferrita, según la amplitud y el espectro de la interferencia local. Esta es una consideración de diseño de rutina para EMC tanto para la entrada en este caso como para la salida para motores paso a paso controlados por puente PWM.
Eugenio Sh.
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Nick Alexeev
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