Việc nối đất kém trong hệ thống đường dẫn nóng gây cản trở liên kết tín hiệu chủ yếu thông qua ba cơ chế: hình thành các vòng nối đất, tăng cường khả năng ghép điện từ và làm suy giảm hiệu quả che chắn. Trường hợp điển hình nhất liên quan đến việc nối đất nhiều{1}}điểm, tạo ra dòng điện vòng nối đất có tần số-50 Hz. Dòng điện này chồng trực tiếp lên tín hiệu mức milivolt{5}}do cặp nhiệt điện tạo ra, khiến bộ điều khiển nhiệt độ hiểu sai nhiệt độ thực tế. Loại nhiễu này được đặc trưng bởi tính chất ngấm ngầm, sự phụ thuộc vào các điều kiện vận hành cụ thể và khả năng chẩn đoán sai; đó là nguyên nhân gốc rễ phổ biến dẫn đến kết quả đo nhiệt độ thất thường.
Ba con đường chính gây nhiễu liên kết tín hiệu:
1. Vòng lặp mặt đất đưa ra tiếng ồn ở chế độ-thường gặp (Nguyên nhân chính)
Khi các thiết bị-chẳng hạn như bộ điều khiển nhiệt độ, bảng phân phối và máy ép phun-được kết nối với các điểm nối đất khác nhau, một vòng khép kín sẽ được hình thành do những khác biệt tiềm ẩn trong lưới nối đất (ngay cả khi những khác biệt này chỉ lên tới vài milivolt).
Vòng lặp này tạo ra dòng điện có tần số -50 Hz hoặc 60 Hz, chạy qua cực âm của đường tín hiệu cặp nhiệt điện.
Vì đầu ra của cặp nhiệt điện là tín hiệu mức milivolt{0}}mờ (ví dụ: khoảng 40 μV/độ đối với cặp nhiệt điện loại K), nên nhiễu ngay cả trong một phút cũng có thể dẫn đến sai lệch đáng kể trong kết quả đo nhiệt độ.
Biểu hiện điển hình: Màn hình hiển thị nhiệt độ thể hiện sự dao động định kỳ, với tần số dao động được đồng bộ hóa với nguồn điện chính.
2. Lỗi che chắn: Cáp trở thành "ăng-ten"
Lớp che chắn của cáp tín hiệu được thiết kế để chuyển hướng các trường điện từ bên ngoài xuống đất; tuy nhiên, nếu nối đất kém hoặc hoàn toàn không được nối đất thì chức năng che chắn sẽ không hiệu quả.
Trong môi trường có nhiều thiết bị như bộ truyền động tần số thay đổi (VFD) và động cơ servo, cáp sẽ chủ động thu nhiễu điện từ tần số cao-(ví dụ: sóng hài PLC).
Nhiễu này đi vào mạch đo nhiệt độ thông qua khớp nối điện dung, dẫn đến sự nhảy vọt hoặc trôi ngẫu nhiên trong các chỉ số nhiệt độ.
Vấn đề này đặc biệt nghiêm trọng khi không sử dụng-cáp có vỏ bọc đôi hoặc khi lớp che chắn được nối đất đồng thời ở cả hai đầu.
3. Độ nảy của mặt đất ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu
When ground impedance is excessively high (>1Ω), các dòng điện chuyển tiếp lớn-chẳng hạn như các hiện tượng gây ra bởi sự kích hoạt của rơ-le hoặc chuyển mạch MOSFET-tạo ra sụt áp tức thời dọc theo đường dây nối đất.
Điện áp này được đặt chồng lên mặt đất tham chiếu, gây nhiễu đột biến đồng thời trên nhiều kênh đo nhiệt độ.
Hiện tượng này đặc biệt rõ ràng trong các hệ thống có mạch kỹ thuật số tốc độ cao-cùng tồn tại với mạch đo nhiệt độ tương tự, có khả năng gây ra lỗi đặt lại hệ thống hoặc biến dạng lấy mẫu.
Mẹo thực tế: Sử dụng máy hiện sóng để ghi lại dạng sóng tín hiệu cặp nhiệt điện. Nếu quan sát thấy một sóng hình sin riêng biệt hoặc xung đột biến nhất thời chồng lên đường cơ sở DC thì nó thường có thể được cho là do vòng lặp mặt đất hoặc nhiễu EMI. Ưu tiên đo điện áp xoay chiều so với mặt đất; nếu vượt quá 1 V AC, phải thực hiện hành động khắc phục ngay lập tức để khắc phục hệ thống nối đất.
