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广西美潮电缆新闻:电缆电容对静电计性能的影响

点击数:12752015-04-03 15:10:42 来源: 桂潮电缆| 广西电线| 广西电缆| 广西线缆| 广西电力电缆| 南宁电线电缆

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核心提示:  为了测量人员的人身安全,不少辐射现场的传感器必须通过较长的电缆才能与静电计的输入端相接。电缆的芯线与其金属屏蔽层之间   为了测量人员的人身安全,不少辐射现场的传感器必须通过较长的电缆才能与静电计的输入端相接。电缆的芯线与其金属屏蔽层之间存在分布电容,谓之/电缆电容0.   它是一种等效电容,其大小与电缆长度成正比,并联在静电计的输入端与地之间,因此它必然会影响静电计的电特性。   下面以直接耦合式全反馈静电计为例,分析电缆电容对静电计的噪声电压及瞬态响应的影响,从而判断静电计电缆长度的限制,提高增强带长电缆能力的途径。   1.电缆电容对静电计噪声电压的影响静电计带电缆工作时的噪声电压模型如图1所示。   图中C是电缆电容, R是信号内阻与电缆漏阻的并联值,为反馈电容, e是开环放大器的等效串联噪声电压。   设E f,则由图1可得下式:式中A为放大器的开环电压放大倍数。一般情况下有R故e引起的均方输出噪声电压是式( 3)的两种极端情况为: ( 1)若C f,即短电缆的情况,则e i,噪声将直接出现在静电计的输出端而不会被放大,这是噪声最小的情形。( 2)若C f,即长电缆的情况, e f,它接近开环噪声,显然是噪声最大的情形。由此可见,只要可能就应该尽可能缩短传感器与静电计输入端之间的距离。这样,可使其连接电缆尽量缩短,静电计的噪声输出就可减小。   2.电缆电容对静电计瞬态响应的影响静电计瞬态响应原理电路如图2所示。图中的R是输入电阻, C为电缆电容, I为输入电流。   设传输阻抗Z) ,则由图2可得:因为一般有R f,故联解( 4)、(5)两式可知:设开环放大器为单极点情形,其放大倍数为A 0,时间常数为T 0,代入( 6)式并化简可得:式中X 2,称为/自然振荡频率0 Q称为/阻尼因子0,而且有下式成立:可见Q与A的关系都不是单调函数。   对阶跃信息而言, Q 1时为衰减振荡。在一定范围内,Q随的增大而减小,但当C大到一定程度后Q虽极小而过冲却最大,会使响应时间增加。   四川教育学院学报由( 9)式可知,增大A或C可满足C而使瞬态响应不致出现太大的过冲,缩短响应时间,提高带长缆的能力。但是,随C及A的增大噪声会增大而且C的增大也是有限的,否则将使Q 1而出现/过阻尼0现象,仪器响应时间拉长。   由上述讨论可见,静电计带长电缆的能力必须根据辐射现场的实际条件,在输出噪声电压的大小与响应时间的长短之间正确权衡后才能判断,否则将顾此失彼。   3.提高静电计带长缆能力的其他途径对直耦式静电计,提高带电缆能力的简便方法是在一定范围内增大反馈电容C f.但从设计角度考虑,较好的方案是采用双屏蔽电缆,将内屏蔽层与前置跟随器的输出端相连,这样可大大减小电缆电容的有效值。最根本的解决方法是,将前置放大器与传感器安装在一起,再采用数字化技术将模拟信号转换为数字信号以后再传输,只要提高脉冲幅度,便可抵消电缆电容对信号幅度的减小作用。市售振簧静电计工作在高阻档时,带长电缆的能力比直耦式强,但价格高出许多倍。
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