La teledetección de suelo y sus ventajas

En este artículo , explican el beneficio de usar una técnica llamada detección remota de tierra mediante el uso de un sensor de un solo extremo y un amplificador diferencial o un amplificador de instrumentación. A continuación se muestra el extracto con respecto a esa parte:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Pero no entiendo qué significa el texto aquí y cómo funciona esto mejor que la siguiente conexión (mi propio dibujo editado) a continuación:

ingrese la descripción de la imagen aquí

En ambos diagramas anteriores, las fuentes están conectadas a tierra en el lado de medición. La única diferencia es que el del artículo usa un cable adicional a tierra del amplificador diferencial (o amplificador de instrumentación).

  1. ¿Por qué se elimina la diferencia de terreno en el primer caso? Obviamente no entiendo la explicación del texto.

  2. Si el primero usa 3 hilos como un cable de par trenzado blindado, y mi dibujo usa un cable coaxial de 2 hilos; ¿Habría alguna diferencia en términos de rechazo de ruido de modo común? ¿Y por qué/por qué no? Estoy preguntando esto porque estoy tratando de entender si la llamada "detección remota de tierra" solo tiene ventaja para los errores de compensación de tierra pero no para la interferencia de modo común. En otras palabras, ¿las dos formas de conexión están desequilibradas en la misma cantidad?

Con respecto al siguiente dibujo que representa el diagrama original de arriba:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Considerando que la impedancia de la fuente es cero o insignificante, y considerando que las impedancias de línea/cable son iguales Z 1 = Z 2 , ¿el diagrama de arriba es un sistema balanceado?

"La impedancia a tierra" vista por la interferencia de modo común para el primer cable vivo es:

Z 1 + Z amperio (la ruta desde el terminal + de la fuente a través del cable caliente y Z amperio a GND del amplificador diferencial)

Pero, ¿cuál es el camino tomado por el SENTIDO FUNDAMENTAL de la fuente?

Me doy cuenta en su dibujo de edición, coloca un Z1 y Z2 en las líneas de sentido. Pero no pones un Z3 en la línea de Vs a tierra. ¿Por qué no?
Sí, veo que abrí una pregunta y pregunté sobre eso: electronics.stackexchange.com/questions/351345/…
¿Debe el Z3=Z2?
Normalmente creo que Z3 es el escudo, por lo que no sé si se debe agregar una resistencia para limitar la corriente causada por un voltaje de modo común.
no no no, no estás agregando una resistencia física. Está modelando como si hubiera una resistencia de bajo valor allí para tratar de modelar con precisión el hecho de que los conductores reales tienen impedancia, aunque sea pequeña. Conocer esta impedancia es esencial para comprender las líneas de sentido y lo que dice el artículo.

Respuestas (3)

Con tierra en dos puntos remotos, inevitablemente habrá corrientes de tierra (también de otros equipos) circulando que causan caídas de voltaje de interferencia entre el extremo de envío y el extremo de recepción. Esto produce un error y degrada su señal. Eso generalmente se considera como el problema principal.

Un problema secundario es que la impedancia que se ve en los cables calientes y comunes desde la perspectiva de la interferencia del campo eléctrico o magnético es muy diferente. Esto significa que no se puede hacer frente a la interferencia en un grado significativo. En el circuito original, la impedancia a tierra en ambos cables es generalmente igual.

"En el circuito original, la impedancia a tierra en ambos cables es generalmente igual". ¿Quiere decir que el circuito original está balanceado? Pero la GND de la fuente está vinculada a la tierra del amplificador diferencial a través del cable llamado "SENTIDO DE TIERRA". ¿Cómo es que están equilibrados (impedancia a tierra igual)? Gracias
@ user134429 una línea está balanceada en virtud de impedancias iguales en ambos cables. Transmitir una señal diferencial es agradable y puede garantizar el equilibrio, pero es la igualdad de impedancias lo que hace que un sistema esté equilibrado. Si la línea impulsada proviene de una fuente de impedancia baja, ese tipo de circuito está bastante bien equilibrado. Sin embargo, si se maneja a través de (digamos) 50 ohmios, también se necesita una resistencia del mismo valor en el cable de tierra para equilibrarlo.
Hmm, intentaré hacer un dibujo a la pregunta sobre esto, tal vez pueda resolver mi confusión.
Obtenga una herramienta de simulación y empuje una corriente a través del cable de tierra para simular la corriente de alimentación del sensor y verá lo que quiero decir.
Gracias, lo intentaré, pero hice una edición si lees y haces un comentario a la pregunta, sería genial básicamente "¿Pero cuál es el camino tomado por GND de la fuente (no GROUND SENSE)?" (Estoy confundido con la dirección de la interferencia del modo común)
Lo siento, sería "¿Pero cuál es el camino tomado por el SENTIDO DE TIERRA de la fuente?"
¿Quieres decir cuál es el camino físico? Además, la fuente no tiene un "sentido básico", ¿a qué te refieres?
De acuerdo, Ground sense es el EXTRA que va a la entrada - del amplificador. .. Para comprender las impedancias iguales vistas por las interferencias, quería ver el camino de las corrientes. Me refiero al bucle/ruta para las corrientes de interferencia para cada cable (fuente activa y de retorno) en este dibujo: i.stack.imgur.com/q5Ygs.png Para que pueda ver si las impedancias de las rutas de corriente de interferencia son las mismas O no.
Me refiero a que las interferencias de modo común de ambos cables (caliente y tierra de la fuente) ven una impedancia total de Z1 + Zamp y Z2 + Zamp respectivamente.
Estoy perdido en cuanto a lo que quieres decir. Tómese una hora o dos, recopile sus pensamientos y expréselos.
Sí, traté de hacer mi pregunta más clara y abrí una pregunta también sobre otras cosas, consulte esto: electronics.stackexchange.com/questions/351345/…

Reemplace los cables al sensor con resistencias de valor R y considere la corriente consumida por el sensor y verá que la caída de voltaje a lo largo del cable a tierra agregará un voltaje Is*R a la salida del sensor (el sensor ve un suministro total voltaje V+ -2*Is*R pero asumimos que el sensor regula su voltaje de suministro interno.

El circuito sugerido resta la señal de error del real+error, dejando solo la señal real (idealmente).

La impedancia está desequilibrada en los cables, por lo que no puede esperar una mejora en el ruido de modo común. Para eso, es mejor usar técnicas de corriente alimentada por bucle.

por favor mira mi edición

La lámina de cobre de espesor estándar, 1 onza/pie cuadrado, tiene una resistencia de 0,000500 ohmios a temperatura ambiente, con un coeficiente de temperatura de 0,4%/grado centígrado.

Por lo tanto, 100 cuadrados de papel de aluminio (1 mm por 100 mm o 4 "de largo) tienen una resistencia de 50 miliohmios. Una corriente de 1 mA que fluye en resistencias desequilibradas provoca una caída de voltaje de 50 microvoltios, que en ADC de 22 bits (+-5v/2^22 = 10v/ 4 millones = 2,5 microvoltios por cuanto) es un error de 20 cuantos.

En cuyo caso, puede reducir el rendimiento del ADC a 18 bits y ahorrar dinero.

Debe diseñar el sistema de conexión a tierra de su cadena de señal. Las corrientes de retorno VDD, las corrientes de señal que se superponen entre la salida y la entrada, y los agresores externos de los rectificadores de 117 V CA, de los condensadores de reducción de ondulación de bajo voltaje, de los reguladores de conmutación, etc., contribuyen al ruido de tierra.

Si tiene un motor paso a paso de 10 amperios en la rueda motriz de un robot, con un par de cuadrados de papel de aluminio de 1 onza (1 miliohmio), la caída de voltaje es de 10 milivoltios con flancos feos y rápidos en el voltaje de error de tierra. Con ADC de 5 voltios, tiene 0.01/5 = ADC de 9 bits.

La vida se pone dura, cuando despejas y vas a casa. Haga bocetos de los flujos de corriente de tierra.

La teledetección de suelo y sus ventajas
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v