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传感器的干扰及抗干扰措施

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浏览:次 2017-05-31 19:57:58

传感器的干扰及抗干扰措施 传感器的干扰及抗干扰措施 1、前言摹拟传感器的利用非常广泛,不论是在工业、农业、国防建设,还是在平常生活、教育事业和科学研究等领域,处处可见摹拟传感器的身影。但在摹拟传感器的设计和使用中,都有1个如何使其丈量精度到达最高的问题。而众多的干扰1直影响着传感器的丈量精度,如:现场大耗能装备多,特别是大功率感性负载的启停常常会使电网产生几百伏乃至几千伏的尖脉冲干扰;工业电网欠压或过压,常常到达额定电压的35%左右,这类卑劣的供电有时长达几分钟、几小时,乃至几天;各种信号线绑扎在1起或走同1根多芯电缆,信号会遭到干扰,特别是信号线与交换动力线同走1个长的管道中干扰尤甚;多路开关或保持器性能不好,也会引发通道信号的窜扰;空间各种电磁、气象条件、雷电乃至地磁场的变化也会干扰传感器的正常工作;另外,现场温度、湿度的变化可能引发电路参数产生变化,腐蚀性 1、前言摹拟传感器的利用非常广泛,不论是在工业、农业、国防建设,还是在平常生活、教育事业和科学研究等领域,处处可见摹拟传感器的身影。但在摹拟传感器的设计和电工套管弯曲试验机使用中,都有1个如何使其丈量精度到达最高的问题。而众多的干扰1直影响着传感器的丈量精度,如:现场大耗能装备多,特别是大功率感性负载的启停常常会使电网涵道式活塞螺旋桨动力试验机产生几百伏乃至几千伏的尖脉冲干扰;工业电网欠压或过压,常常到达额定电压的35%左右,这类卑劣的安全网阻燃试验机供电有时长达几分钟、几小时,乃至几天;各种信号鞋跟连续冲击试验机线绑扎在1起或走同1根多芯电缆,信号会遭到干扰,特别是信号线与交换动力线同走1个长的管道中干扰尤甚;多路开关或保持器性能不好,也会引发通道信号的窜扰;空间各种电磁、气象条件、雷电乃至地磁场的变化也会干扰传感器的正常工作;另外,现场温度、湿度的变化可能引发电路参数产生变化,腐蚀性气体、酸碱盐的作用,野外的风沙、雨淋,乃至鼠咬保温材料性能试验机虫蛀等都会影响传感器的可靠性。摹拟传感器输出的1般都是小信号,都存在小信号放大、处理、整形和抗干扰问题,也就是将传感器的微弱信号精确地hast试验机放大到所需要的统1标准信号(如1VDC~5VDC或4mADC~20mADC),并到达所需要的技术指标。这就要求设计制编辑必须注意到摹拟传感器电路图上未表示出来的某些问题,即抗干扰问题。只有弄清楚摹拟传感器的干扰源和干扰作用方式,设计出消除干扰的电路或预防干扰的措施,才能到达利用摹拟传感器的最好状态。2、干扰源、干扰种类及干扰现象传感器及仪器仪表在现场运行所遭到的干扰多种多样,具体情况具体分析,对不同的干扰采取不同的措施是抗干扰的原则。这类灵活机动的策略与普适性无疑是矛盾的,解决的办法是采取模块化的方法,除基本构件外,针对不同的运行场合,仪器可装配不同的选件以有效地抗干扰、提高可靠性。在进1步讨论电路元件的选择、电路和系统利用之前,有必要分析影响摹拟传感器精度的干扰源及干扰种类。1、主要干扰源(1)静电感应静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容,使1条支路上的电荷通过寄生电容传送到另外一条支路上去,因此又称电容性耦合。(2)高压漏电起痕试验机电磁感应当两个电路之间有互感存在时,1个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另外一个电路,这1现象称为电磁感应。例如变压器及线圈的漏磁、通电平行导线等。(3)漏电流感应由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内钢管脉冲试验机部介质或外壳等绝缘不良,特别是传感器的利用环境湿度较大,液压疲劳试验机绝缘体的绝缘电阻降落,致使漏电电流增加就会引发干扰。特别当漏电伺服万能试验机流流入丈量电路的输入级火花试验机时,其影响就特电池耐冲击试验机别严重。(4)射频干扰主要是大型动力装备的启动、操作停止的干扰和高次谐波干扰。如可控硅整流系统的干扰等。(5)其他干扰现场安全生产监控系统除易受以上干扰外,由于系统工作环境较差,还容易遭到机械干扰、热干扰及化学干扰等。2、干扰的种类(1)常模干扰常模干扰是指干扰信号的侵入在来回2条线上是1致的。常模干扰来源1般是周围较强的交变磁场,使仪器受周围交变磁场影响而产生交换电动势构成干扰,这类干扰较难除掉。(2)共模干扰共模干扰是指干扰信号在2条线上各流过1部份,以地为公共回路,而信号电流只在来回2个线路中流过。共模干扰的来源1般是装备对地漏电、地电位差、线路本身具有对地干扰等。由于线路的不平衡状态,共模干扰会转换成常模干扰,就较难除掉了。(3)长时干扰长时干扰是指长时间存在的干扰,此类干扰的特点是干扰电压长时间存在且变化不大,用检测仪表很容易测出,如电源线或邻近动力线的电磁干扰都是连续的交换50Hz工频干扰。(4)意外的瞬时干扰意外瞬时干扰主要在电气装备操作时产生,如合闸或分闸等,有时也在伴随雷电产生或无线电装备工作瞬间产生。干扰可粗略地分为3个方面:(a)局部产生(即不需要的热电偶);(b)子系统内部的耦合(即地线的路径问题);(c)外部产生(Bp电源频率的干扰)。3、干扰现象在利用中,常会遇到以下几种主要干扰现象:(1)发指令时,机电无规则地转动;(2)信号等于零时,数字小型水压试验机显示表数值乱跳;(3)传感器工作时,其输出值与实际参数所对应的信号值不吻合,且误差值是随机的扭转力试验机、无规律的;(4)当被测参数稳定的情况下,传感器输出的数值与被测参数所对应的信号数值的差值为1稳定或呈周期性变化的值;(5)与交换伺服系统共用同1电源的装备(如显示器等)工作不正常。干扰进入定位控制系统的渠道主要有两类:信号传输通道干扰,干扰通过与系统相联的信号输入通道、输出通道进入;供电系统干扰。信号传输通道是控制系统或驱动器接收反馈信号和发出控制信号的途径,由于脉冲波在传输线上会出现延时、畸变、衰减与通道干扰,所以在传输进程中,长线的干扰是主要因素。任何电源及输电线路都存在内阻,正是这些内阻才引发了电源的噪声干扰,如果没有内阻,不管何种噪声都会被电源短路吸取,线路中也不会建立起任何干扰电压;另外,交换伺服系统驱动器本身也是较强的干扰源,它可以通过电源对其它装备进行干扰。3、抗干扰的措施1、供电系统的抗干扰设计对传感器、仪器仪表正常工作危害最严重的是电网尖峰脉冲干扰,产生尖峰干扰的用电装备有:电焊机、大机电、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯,乃至电烙铁等。尖峰干扰可用硬件、App结合的办法来抑制。(1)用硬件线路抑制尖峰干扰的影响经常使用办法主要有3种:①在仪器交换电源输入端串入按频谱均衡的原理设计的干扰控制器,将尖峰电压集中的能量分配到不同的频段上,从而减弱其破坏性;②在仪器交换电源输入端加超级隔离变压器,利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲;③在仪器交换电源的输入端并联压敏电阻,利用尖峰脉冲到来时电阻值减小以下降仪器从电源分得的电压,从碟簧压力试验机而削弱干扰的影响。(2)利用App方法抑制尖峰干耐冲击试验机扰对周期性干扰,可以采取编程进行时间滤波,也就是用程序控制可控硅导通瞬间不采样,从而有效地消除干扰。(3)采取硬、App结合的看门狗(watchdog)技术抑制尖峰脉冲的影响App:在定时器定时到之前,CPU访问1次定时器,让定时器重新开始计时,正常程序运行,该定时器不会产生溢出脉冲,watchdog也就不会起作用。1旦尖峰干扰出现了&岩石三轴试验机ldquo;飞程序”,则CPU就不会在定时到之前访问定时器,因此定时信号就会出现,从而引发系统复位中断,保证智能仪器回到正常程序上来。(4)实行电源分组供电,例如:将履行机电的驱动电源与控制电源分开,以避免装备间的干扰。(5)采取噪声滤波器也能够有效地抑制交换伺服驱动器对其它装备的干扰。该措施对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。(6)采取隔离安全鞋国标耐折试验机变压器斟酌到高频噪声通过变压器主要不是靠初、次级线圈的互感耦合,而是靠初、次级寄生电容耦合的,因此隔离变压器的初、次级之间均用屏蔽层隔离,减少其散布电容,以提高抵抗共模干扰能力。(7)采取高抗干扰性能的电源,如利用频谱均衡法设计的高抗干扰电源。这类电源抵抗随机干扰非常有效,它能把高尖峰的扰动电压脉冲转换成低电压峰值(电压峰值小于TTL电平)的电压,但干扰脉冲的能量不变,从而可以提高传感器、仪器仪表的抗干扰能力。2、信号传输通道的抗干扰设计(1)光电耦合隔离措施在长距离传输进程中,采取光电耦合器,可以将控制系统与输入通道、输出通织物强力试验机道和伺服驱动器的输入、输出通道切断电路之间的联系。如果在电路中不采取光电隔离,外部的尖峰干扰信号会进入系统或直接进入伺服驱动装置,产生第1种干扰振荡冲击试验机现象。光电耦合的主要优点是能有效地抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰,使信号传输进程的信噪比大大提高。干扰噪声虽然有较大的电压幅度,但是能量很小,只能构成微弱电流,而光电耦合器输入部份的发光2极管是在电流状态下工作的,1般导通电流为10mA~15mA,所以即便有很大幅度的干扰,这类干扰也会由于不能提供足够的电流而被抑hzj直径600立式型砂轮回转试验机制掉。拉拔力试验机(2)双绞屏蔽线长线传输信号在传输进程中会遭到电场、磁场和地阻抗等干扰因素的影响,采取接地屏蔽线可以减小电场的干扰。双绞线与同轴电缆相比,虽然频带较差,但波阻抗高,抗共模噪声能力强,能使各个小环节的电磁感应干扰相互抵消。另外,在长距离传输进程中,高压防爆箱球形容积耐压力试验机1般采取差分信号传输,可提高抗干扰性能。采多功能臭氧试验机取双绞屏蔽线长线传箱式淋雨试验机输可以有效地抑制前文提到的干扰现象中的(2)、(3)、(4)种干扰的产生。3、局部产生误差的消除在低电平丈量中,对在信号路径中所用的(或构成的)材料必须给予严格的注意,在简单的电路中遇到的焊锡、导线和接线柱等都可能产生实际的热电势。由于它们常常是成对出现,因此尽可能使这些成对的热电偶保持在相同的温度下是很有效的措施,为此1般用热屏蔽、散热器沿等温线排列
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