LVRT位置传感器的技术参数中标注了“输出阻抗 <100 Ω”,同时其激励电压为3 Vrms,输出电缆使用32# AWG导线。

1. 潜在信号完整性问题分析:

  • 信号衰减: 这是最直接的问题。传感器输出阻抗与电缆电阻构成了一个分压器,会降低到达采集卡的实际电压。

  • 高频响应恶化: 电缆较长且非屏蔽同轴线时,分布电容(可能达到几十至上百pF/m)会与传感器输出阻抗(

  • 噪声干扰: 32# AWG导线较细,长距离传输且无屏蔽时,更容易耦合进环境电磁噪声(如工频干扰、开关电源噪声),因为传感器的低输出阻抗本身提供的阻尼作用被长电缆的串联电阻削弱了。

  • 负载效应误差: 虽然1 MΩ的输入阻抗远大于传感器输出阻抗,理论上负载效应可以忽略,但如果电缆分布电容较大,在高频下会显著降低采集卡的有效输入阻抗,从而引入误差。

2. 最坏情况下信号衰减估算:

我们考虑最坏情况:传感器输出阻抗取最大值100 Ω,电缆电阻也计入。

  • 电缆总电阻:
    =0.538Ω/×10×2(来回双线)=10.76Ω
    (注意:在直流或低频情况下,信号线和返回线电阻均需考虑)

  • 总输出阻抗:
    _=+=100Ω+10.76Ω=110.76Ω

  • 衰减系数:
    采集卡输入阻抗 =1Ω
    衰减系数 =+_=1,000,0001,000,000+110.760.99989

  • 衰减程度:
    信号衰减=(10.99989)×100%0.011%

结论:

在最坏情况下,由于输出阻抗和电缆电阻造成的纯电阻性衰减非常小(约0.011%),可以忽略不计。

然而,这清晰地表明,在此应用中,信号完整性的主要威胁并非来自直流衰减,而是来自电缆的分布电容和缺乏屏蔽所导致的频响恶化和噪声干扰。为了获得准确的测量结果,必须使用低电容、屏蔽良好的电缆,并尽可能缩短电缆长度。


0.402220s