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參考電位

鎖定
某點的參考電位指某點相對於參考點之間的電位差。選擇不同的參考點,會得到不同的參考電位。為了方便起見,常取參考點的電位為零。
中文名
參考電位
外文名
reference potential
運用領域
電工學
含    義
與參考點之間的電壓差

參考電位概念

兩點間的電壓相當於這兩點之間的電位差;反之,某點的電位相當於該點與參考點(參考電位)之間的電壓,所以電位與電壓有密切的關係且具有相同的單位——伏特(V)。
通常設參考電位為零,標上“⊥”符號。其他各點電位都與參考電位相比較。電位的符號為V。 [1] 

參考電位特點

電場中,參考點選擇不同時,某一點的電位是不同的。為了方便起見,在電子電路中通常以金屬底板為參考點,即電子線路中的地線為參考點,規定參考點的電位為零,這樣低於參考點的電位是負電位,高於參考點電位的是正電位,可見電位有正、負之分。
通常設參考點的電位為零。
某點電位為正,説明該點電位比參考點高;
某點電位為負,説明該點電位比參考點低。

參考電位電位的計算步驟:

(1)任選電路中某一點為參考點,設其電位為零;
(2) 標出各電流參考方向並計算;
(3) 計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位 。

參考電位結論

(1)電位值是相對的,參考點選取的不同,電路中各點的電位也將隨之改變;
(2)電路中兩點間的電壓值是固定的,不會因參考點的不同而變,即與零電位參考點的選取無關。

參考電位安裝PROFIBUS DP系統注意事項

參考電位接地時的系統安裝
在工廠中,安裝S7 DP系統的標準方式是將參考電位接地,也就是説必須將所有的模塊機架和負載電流線路連到一個公共參考電位(地),使干擾電流流向連接的地線。總線插頭連接器將PROFIBUS電纜的屏蔽與網絡中的所有總線站相連。應當確保那些由不當的PROFIBUS電纜佈線和設備安裝所引起的干擾電流盡快地泄放掉,理想情況是通過控制櫃的外殼儘早泄放。為此,可以將電纜屏蔽連接到控制櫃外殼上,並使接觸面積儘可能大,使用電纜夾可以達到這一目的。在這種安裝方式中,各個部件的接地連接點(例如S7—300和ET 200M的導軌)都連向控制櫃中的公共接地點,典型的接地點為接地匯流條。另外,應將24V電壓源的M電位(mass)與接地點連接。應始終確保與接地點連接的導線的橫截面積足夠大。此外,還應確保控制櫃中的各個接地匯流條具有相同的接地電位,這樣就可以避免電位差和均衡電流。 [2] 
參考電位接地的s7—300
圖1 圖1
要將S7—300可編程控制器的參考電位接地,可以在CPU上的M電位連接點和功能地之間插入跳線(如圖1所示)。S7-300 CPU312 IFM模塊只能運行在接地參考電位模式下,這是因為在此CPU內部已經將M電位和功能地接在一起了。 [2] 
參考電位接地的s7—400
圖2 圖2
要將S7—400可編程控制器的參考電位接地,可以按照圖2所示的方法在M參考電位與模塊機架導軌連接點之間插入跳線。
模塊機架自身必須連接到控制櫃中的接地匯流條。 [2] 

參考電位單級放大電路

輸入端以電源負端為參考電位的單電源供電解決方案
在一些應用中,如果不需要負極性信號,可以採用單電源供電方式。這樣可以簡化供電電源。
圖3 圖3
在大多數情況下,人們習慣將輸入信號設置為正極性,並採用同相輸入放大器。如圖3。 [3] 
圖4 圖4
以電源負端為參考端的放大器可以採用同相端輸入方式,這時的輸入電壓極性只能為正極性。如果採用反相端輸入的放大器(如圖4),則輸入信號只能為負極性,因為單電源供電且以電源負端作為參考電位的放大器輸出只有正電壓,沒有負電壓。
在利用電源負端的電流檢測和電壓檢測電路中,由於電流、電壓檢測需要共同的參考電位,可以將電流放大器設計成反相輸入端的比例放大器,如恆壓、恆流電源(LED驅動器)。 [3] 
參考資料
  • 1.    賈貴璽主編,電工電子技術基礎與實踐,機械工業出版社,2016.03
  • 2.    (德)JOSEF WEIGMANN,GERHARD KILIAN著,西門子PROFIBUS工業通信指南 第二版,人民郵電出版社,2007.4
  • 3.    陳永趙,曹洪奎,李光林,孟麗囡,寧武編著,現代電子技術,東北大學出版社,2015.05