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Interferenza del Segnale e Strategie di Schermatura nei Sistemi Multi-Strumento

2025-09-11

Interferenza del segnale e strategie di schermatura nei sistemi multi-strumento

Negli impianti industriali moderni, nei laboratori e nelle reti di automazione, più strumenti operano spesso fianco a fianco, misurando flusso, temperatura, pressione, vibrazioni e altro. Sebbene questa integrazione aumenti l'efficienza e la ricchezza dei dati, aumenta anche il rischio di interferenza del segnale. Senza un'adeguata schermatura e messa a terra, l'interferenza può degradare l'accuratezza delle misurazioni, causare falsi allarmi o persino danneggiare l'elettronica sensibile.

Questo articolo esplora le fonti di interferenza nei sistemi multi-strumento e delinea le strategie di schermatura pratiche per garantire prestazioni affidabili.

1. Comprensione dell'interferenza del segnale

L'interferenza del segnale si verifica quando il rumore elettrico indesiderato si accoppia nel percorso del segnale di uno strumento. Negli ambienti multi-strumento, le fonti di interferenza comuni includono:

Rumore elettrostatico (campo E) – Causato da linee ad alta tensione o superfici cariche nelle vicinanze.
Rumore elettromagnetico (EMI) – Generato da motori, trasformatori e dispositivi di commutazione.
Rumore magnetico (campo M) – Da grandi apparecchiature CA o conduttori che trasportano corrente.
Diafonia – Quando i segnali provenienti da cavi adiacenti si accoppiano tra loro.
Anelli di massa – Differenze di tensione tra i punti di messa a terra che causano correnti circolanti.

2. Strategie di schermatura

Una schermatura efficace funziona riflettendo o assorbendo il rumore indesiderato e deviandolo in modo sicuro a terra. Gli approcci comuni includono:

Tipo di schermatura	Ideale per	Caratteristiche principali
Schermo in lamina	Rumore del campo E ad alta frequenza	Copertura al 100%, leggero, conveniente
Schermo a treccia	Rumore del campo M a bassa frequenza	Maglia di rame intrecciata, alta conduttività, durevole
Combinazione lamina + treccia	Ambienti con rumore misto	Combina la copertura completa con la messa a terra a bassa resistenza
Coppie schermate individualmente	Riduzione della diafonia	Ogni coppia di segnali ha il proprio schermo
Cablaggio a doppino intrecciato	Rumore magnetico	Annulla le tensioni indotte attraverso la simmetria

3. Migliori pratiche di messa a terra

La schermatura è efficace solo se correttamente messa a terra:

Messa a terra a punto singolo – Evita gli anelli di massa collegando gli schermi a terra solo a un'estremità.
Percorso a bassa impedenza – Utilizzare conduttori corti e larghi per i collegamenti schermo-terra.
Masse di segnale isolate – Separare le masse di segnale sensibili dalle masse di alimentazione rumorose.

4. Considerazioni sull'installazione

Instradamento dei cavi – Tenere i cavi di segnale lontani dai cavi di alimentazione; incrociare ad angolo retto, se necessario.
Separazione fisica – Mantenere la distanza tra i circuiti ad alto rumore e quelli sensibili.
Condotti e canaline – Utilizzare condotti metallici per una schermatura aggiuntiva in ambienti difficili.
Tenuta ambientale – In aree umide o corrosive, utilizzare cavi schermati con guaine protettive.

5. Manutenzione e monitoraggio proattivi

Ispezioni regolari – Verificare la continuità dello schermo, la corrosione o i danni meccanici.
Valutazione del livello di rumore – Utilizzare tester EMI portatili per identificare le aree problematiche.
Integrazione dell'analisi dei dati – Monitorare le tendenze della qualità del segnale per rilevare il degrado precoce.

Conclusione

Nei sistemi multi-strumento, l'integrità del segnale è importante quanto l'accuratezza del sensore. Comprendendo le fonti di interferenza, applicando le giuste tecniche di schermatura e mantenendo solide pratiche di messa a terra, gli ingegneri possono garantire che ogni strumento fornisca dati affidabili, indipendentemente dalla complessità dell'ambiente.

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