Wie stellen Sie eine ordnungsgemäße Erdung und Abschirmung der Instrumente sicher, um Interferenzen zu vermeiden?

1 Was sind Rauschen und Interferenzen?

Rauschen und Interferenzen sind unerwünschte Signale, die die gewünschten Signale in einem Instrumentierungssystem verzerren oder stören können. Lärm kann aus verschiedenen Quellen stammen, z. B. aus Stromleitungen, Motoren, Generatoren, Radios oder anderen elektronischen Geräten. Störungen können durch elektromagnetische Felder, elektrostatische Entladungen oder Blitzschlag verursacht werden. Rauschen und Interferenzen können sich sowohl auf analoge als auch auf digitale Signale auswirken und zu Fehlern, Störungen oder Fehlfunktionen im Instrumentierungssystem führen.

2 Warum ist Erdung wichtig?

Erdung ist der Prozess, bei dem ein Stromkreis oder ein elektrisches Gerät mit einem gemeinsamen Bezugspunkt, wie der Erde, verbunden wird. Dies dient mehreren Zwecken, wie z. B. der Bereitstellung eines Pfads für Fehlerströme, damit sie sicher zur Erde fließen können, und verhindert Stromschlag- oder Brandgefahren. Die Erdung stabilisiert auch den Spannungspegel des Stromkreises oder des Geräts und reduziert das Gleichtaktrauschen. Außerdem wird ein gemeinsamer Bezugspunkt für die Signal- und Rückleitungen festgelegt, wodurch Masseschleifen vermieden werden, die Rauschströme induzieren können. All diese Funktionen sind für die Sicherheit und Funktion elektrischer Systeme unerlässlich.

3 Wie erdet man Instrumentierungssysteme?

Bei der Erdung von Instrumentensystemen sind einige allgemeine Richtlinien zu beachten. Verwenden Sie eine Einzelpunkt- oder Sternerdungsmethode, bei der alle Erdungen mit einem einzigen gemeinsamen Punkt verbunden werden, z. B. einem Massebus oder einer Stange. Dies trägt dazu bei, Erdschleifen und potenzielle Unterschiede zwischen den Massen zu reduzieren. Verwenden Sie außerdem geschirmte Kabel für die Signalübertragung und verbinden Sie die Abschirmung nur an einem Ende, vorzugsweise der Quelle, mit der Erde. Dadurch wird verhindert, dass die Abschirmung als Antenne oder Leiter für Rauschströme fungiert. Darüber hinaus sollten getrennte Erdungen für Strom- und Signalstromkreise verwendet werden, um Störungen durch Stromquellen oder Lasten zu reduzieren. Schließlich erfordern verschiedene Arten von Signalen unterschiedliche Erdungstechniken. Analoge Signale benötigen beispielsweise niederohmige und niederinduktive Erdungen, während digitale Signale niederohmige und hochfrequente Erdungen erfordern. Die Befolgung dieser Richtlinien trägt dazu bei, eine ordnungsgemäße Erdung der Instrumentierungssysteme zu gewährleisten.

4 Was ist Abschirmung?

Abschirmung ist der Prozess, bei dem der Stromkreis oder das elektrische Gerät mit einem leitfähigen Material wie Metall, Folie oder Netz umschlossen oder abgedeckt wird. Die Abschirmung hat verschiedene Vorteile, wie z. B. das Blockieren oder Reflektieren externer elektromagnetischer Felder oder Funkwellen, die Rauschen oder Interferenzen im Stromkreis oder in der Ausrüstung verursachen könnten. Es hilft auch, interne elektromagnetische Felder oder Funkwellen einzudämmen oder zu absorbieren, die Rauschen oder Interferenzen von der Schaltung oder dem Gerät auf andere Geräte oder Systeme abstrahlen könnten. Die Abschirmung bietet auch einen Rückweg für das Gegentaktrauschen, d. h. das Rauschen, das das Signal und die Rückleitungen unterschiedlich beeinflusst, indem eine Koaxial- oder Twisted-Pair-Konfiguration mit den Signaldrähten gebildet wird.

5 Wie schirmt man Instrumentierungssysteme ab?

Um die Sicherheit von Instrumentierungssystemen zu gewährleisten, sollten bestimmte Richtlinien befolgt werden. Für die Signalübertragung sollten geschirmte Kabel verwendet werden und die Abschirmung sollte nur an der Quelle mit Masse verbunden werden. Darüber hinaus sollten abgeschirmte Gehäuse oder Schränke für Geräte wie Sensoren, Transmitter oder Controller verwendet werden. Die Abschirmung sollte mit dem Boden verbunden sein und keine Lücken oder Löcher aufweisen. Für die Kabelführung sollten auch geschirmte Rohre oder Wannen verwendet werden. Diese Leitungen oder Wannen sollten mit dem Boden verbunden sein und es sollten keine scharfen Biegungen oder Brüche im Schild vorhanden sein. Unterschiedliche Arten von Signalen erfordern unterschiedliche Abschirmungstechniken. Analoge Signale erfordern beispielsweise eine Abschirmung mit geringer Kapazität, während digitale Signale eine Abschirmung mit hoher Abdeckung erfordern. Darüber hinaus sollten Kabel nicht in der Nähe von Stromleitungen, Motoren, Generatoren oder anderen Geräuschquellen verlaufen.

6 Wie testet und behebt man Erdungs- und Abschirmungsprobleme?

Das Testen und Beheben von Erdungs- und Abschirmungsproblemen kann mit einem Multimeter, einem Oszilloskop oder einem Spektrumanalysator durchgeführt werden, um die Spannung, den Strom oder die Frequenz der Signale und das Rauschen zu messen. Es ist wichtig, die Kontinuität und den Widerstand der Erdungen und Abschirmungen sowie die Spannung und den Strom der Signale und des Rauschens zu überprüfen. Darüber hinaus sollte man die Frequenz und Amplitude der Signale und des Rauschens sowie deren Wellenform und Spektrum überprüfen. Um Störungen oder Anomalien zu beseitigen oder zu reduzieren, ist es notwendig, die Quelle und den Pfad des Rauschens zu identifizieren und zu isolieren. Schließlich ist die Anwendung geeigneter Erdungs- und Abschirmungsmethoden unerlässlich.

7 Hier erfahren Sie, was Sie sonst noch beachten sollten

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