Tuesday, September 7, 2010

Understanding Ground Loop Error in Voltage Measurements

A true ground potential is something that only exists on paper or in simulations. In the real world there is no such thing as a true ground which in test and measurement leads to ground loop errors. Ground loops present problems when measuring low level signals such as thermocouple measurements. When measuring voltages in circuits where the DMM and the device-under-test are both referenced to a common earth ground, a ground loop is formed. As shown in the figure, any voltage difference between the two ground reference points (Vground) causes a current to flow through the LO measurement lead. This causes an error voltage (VL) which leads to inaccuracies in the DMM’s measurement.
When considering ground loops just in terms of DC, as long as Ri is a large value (meaning air between the two potentials) the error will be fairly insignificant when measuring mV and up. Agilent DMMs such as the 34401A, the 34410A, and the 34411A have a Ri of 10 Gohm at 80% humidity. 80% humidity is high for a lab environment so in most settings the actual Ri is much greater than 10 Gohms. Error caused by DC ground loops can be further reduced by keeping the ground path of low level signals as short as possible.
The bigger source of noise and error from ground loops is the AC component. The DMMs impedance to ground is lower with AC because of the capacitive component, Ci, in parallel with Ri. The capacitive component results from the windings in the transformer inside the DMM. Referring to the Z calculation at the bottom of the figure, as the frequency increases the Z isolation of the DMM to ground begins to decrease. Now in most low frequency settings the ground loop noise is from the power line so it is 60 or 50 Hz. The effect of AC power line ground loop noise can be reduced by setting the DMM’s measurement integration time to 1 or more power line cycles (for 60 Hz that is 16.67 ms). If your testing environment consists of high frequency signals, high speed digital signals, or noisy components like relays or motor it is best to put any sensitive voltage measurements on a separate ground potential if possible.

For the ground loop Wikipedia page click here

11 comments:

  1. I was seeking this particular information for a very long time. Thank you and good luck.
    Lab Equipment Suppliers

    ReplyDelete
  2. I am continually amazed by the amount of information available on this subject. What you presented was well researched and well worded in order to get your stand on this across to all your readers. electronic components store

    ReplyDelete
  3. You may get a qualified admission essay help here if you need it, guys. Click on the link!

    ReplyDelete
  4. I am happy to find this info. Now I know how to solve this problem.

    ReplyDelete
  5. Clicking on this hyperlink will provide you with much more information on the topic, my friends

    ReplyDelete
  6. شركة نقل اثاث فلبينيين الرياض من الأمور الشاقة جدا هي عمليه نقل الأثاث فيخشوا من عمليه النقل أن تحدث أي اضرار وتلف بالأثاث فلذلك يبحثون عن من هم مختصون

    المصدر: شركة نقل اثاث فلبينيين الرياض

    شركة نقل اغراض بالرياض حيث أن عملية نقل العفش من مكان إلى أخر سواء المغتربين بالمملكة العربية السعودية أو السعوديين المقيمين داخل الرياض، وتعمل الكثير

    المصدر: شركة نقل اغراض بالرياض

    دليل شركات نقل العفش بالرياض فالانتقال للعيش في مكان آخر يتوجب عليكم نقل الأثاث الخاص بكم من خلال اللجوء إلى واحدة من الشركات المختصة في نقل العفش بالمنطقة

    المصدر: دليل شركات نقل العفش بالرياض

    أسعار شركات نقل العفش بالرياض أصبحت مهمة الانتقال من مكان إلى أخر في يومنا هذا من أسهل ما يكون بسبب توفر شركات النقل في كل مكان ومن أفضل وأشهر شركات النقل

    المصدر: أسعار شركات نقل العفش بالرياض

    شركة تنظيف فنادق بالرياض تحتاج الفنادق بشكل عام إلى التنظيف والتطهير بشكل مستمر بالنظافة تعد العامل الأكثر أهمية في جذب النزلاء إليه ولكي يحافظ على سمعته

    المصدر: شركة تنظيف فنادق بالرياض

    شركة تنظيف كنب شمال الرياض والمزايا التي تتمتع بها تابعونا في السطور التالية حيث تحرص الكثير من ربات البيوت في جعل المنزل دائماً ينبض بالبريق

    المصدر: شركة تنظيف كنب شمال الرياض

    ReplyDelete
  7. Very detailed article,I learned many new information from it.
    about electronic distributors

    ReplyDelete
  8. Thanks for your marvelous posting! I definitely enjoyed reading it, you’re a great author

    คาสิโนออนไลน์ที่น่าเชื่อถือและมีความเป็นมืออาชีพที่สุดในตอนนี้
    โปรโมชั่นGclub ของทางทีมงานตอนนี้แจกฟรีโบนัส 50%
    เพียงแค่คุณสมัคร สล็อตออนไลน์ กับทางทีมงานของเราเพียงเท่านั้น
    ร่วมมาเป็นส่วนหนึ่งกับเว็บไซต์คาสิโนออนไลน์ของเราได้เลยค่ะ
    สมัครสล็อตออนไลน์ >>> Goldenslot
    สนใจร่วมสนุกกับ คาสิโนออนไลน์ คลิ๊กได้เลย
    มีทั้งคาสิโนออนไลน์ หวยออนไลน์ ฟุตบอลออนไลน์ สล็อตออนไลน์ และอื่นๆอีกมากมาย

    ReplyDelete