ЖУРНАЛ «СТА» №3/2003

70 СТА 3/2003 www.cta.ru В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА лен входному сигналу (чувствитель- ность системы не зависит от значения измеряемой величины), то есть гра- фик зависимости выходной величины от входной измеряемой величины представляет собой прямую линию с определённым углом наклона. В ре- альных устройствах отмечаются от- клонения этой зависимости от идеаль- ной линейной характеристики. Раз- ность между реальным значением ве- личины и теоретическим значением, полученным при предположении, что система измерения линейна, опреде- ляет такую характеристику, как нели- нейность систем. Подавление помехи нормального вида (NMR — NormalMode Rejection). На входе инструментального усилителя на постоянную составляющую сигна- ла датчика накладывается перемен- ная составляющая помехи. Величина, характеризующая степень уменьше- ния влияния переменного сигнала помехи нормального вида на значе- ние выходного сигнала и приводимая в децибелах для конкретного значе- ния частоты (например, для частоты силовой цепи питания 50 или 60 Гц), называется подавлением помехи нор- мального вида. Иногда в технической документации (например, в специ- фикациях каталога фирмы Dataforth), кроме самого значения NMR, указы- вается выраженное в децибелах изме- нение значения NMR при десяти- кратном изменении частоты для час- тот, превышающих значения гранич- ной частоты полосы пропускания (–3 дБ). При реализации в измерительном приборе аналогоцифрового преобра- зования входного сигнала проблема устранения влияния переменной со- ставляющей помехи нормального ви- да во входном сигнале решается изме- нением времени интегрирования (вы- бирается кратным периоду предпола- гаемой помехи), а при отсутствии такой возможности — использовани- ем фильтров. Подавление помехи общего вида (CMR — CommonMode Rejection) — выраженная в децибелах величина от- ношения коэффициента передачи дифференциального сигнала к коэф- фициенту передачи синфазного сиг- нала (напомню, что основной измеря- емый сигнал — это дифференциаль- ный сигнал на входе инструменталь- ного операционного усилителя, поме- ха наводится одновременно на оба входа и имеет равную величину). На этой характеристике стоит остано- виться более подробно. Основным элементом входной цепи нормализа- тора является инструментальный опе- рационный усилитель (ОУ). При пода- че на оба входа ОУ (прямой и инверс- ный) напряжений равной величины на выходе должно быть нулевое на- пряжение. Но это только теоретичес- ки; на практике при подключении к входам ОУ синфазного напряжения на его выходе появляется напряжение, отличное от нуля. Существует такая характеристика ОУ, как коэффициент ослабления синфазного сигнала (СMRR), равный отношению коэф- фициента усиления дифференциаль- ного сигнала к коэффициенту усиле- ния синфазного сигнала. Эта характе- ристика, выраженная в децибелах по отношению к входу и выходу нор- мализатора, и есть CMR. При учёте данной характеристики в расчётах погрешности необходимо помнить, что CMRR и, следовательно, CMR не являются величинами посто- янными, а существенно зависят от ве- личины синфазного напряжения и его частоты. Только в первом приближе- нии можно считать эту характеристи- ку линейной и использовать эту ап- проксимацию при отсутствии возмож- ности измерения ее реального значе- ния для заданного значения амплиту- ды и частоты синфазного сигнала. Учитывая, что основным видом синфазного напряжения для норма- лизаторов является синфазная помеха с частотой промышленной сети, пока- затель ослабления синфазного сигна- ла приводится для частоты 50 или 60 Гц. Этот показатель очень важен для обеспечения точностных характерис- тик нормализатора. Чем выше значе- ние CMR, тем лучше параметры инст- рументального усилителя и, следова- тельно, точностные характеристики нормализатора в целом. Трехуровневая изоляция (3Way Isolation). Нормализаторы проектиру- ются как развязывающие, или изоли- Рис. 1. Блок-схема нормализатора SCM5B43 с трёхуровневой изоляцией (назначение входов и выходов модуля поясняет рис. 4) Датчик Схема подавления помех и защиты Изоляция Схема гальванической изоляции Усилитель НЧ&фильтр НЧ&фильтр 20 V out +V +V –V –V 19 I/O Common 22 RD EN\ +5V Power Common Изолированный источник возбуждения Изолированный источник напряжения выходного каскада +EXC +In –In –EXC 4 3 2 1 4 6 5 3 Клеммы монтажной панели Изолированный источник напряжения входного каскада Генератор первичного напряжения 1 2 NC NC 17 16