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技術(shù)文章

傳感器的干擾種類及解決措施解析

干擾源、干擾種類及干擾現(xiàn)象

 
1、主要干擾源
 

(3)漏電流感應(yīng)

由于電子線路內(nèi)部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內(nèi)部介質(zhì)或外殼等絕緣不良,特別是傳感器的應(yīng)用環(huán)境濕度較大,絕緣體的絕緣電阻下降,導(dǎo)致漏電電流增加就會引起干擾。尤其當(dāng)漏電流流入測量電路的輸入級時,其影響就特別嚴(yán)重。

(4)射頻干擾

主要是大型動力設(shè)備的啟動、操作停止的干擾和高次諧波干擾。如可控硅整流系統(tǒng)的干擾等。

 
 
2、干擾的種類
 

(3)長時干擾

長時干擾是指長期存在的干擾,此類干擾的特點是干擾電壓長期存在且變化不大,用檢測儀表很容易測出,如電源線或鄰近動力線的電磁干擾都是連續(xù)的交流50Hz工頻干擾。

 
 

(a)局部產(chǎn)生(即不需要的熱電偶);

(b)子系統(tǒng)內(nèi)部的耦合(即地線的路徑問題);

(c)外部產(chǎn)生(Bp電源頻率的干擾)。

在應(yīng)用中,常會遇到以下幾種主要干擾現(xiàn)象:

(1)發(fā)指令時,電機無規(guī)則地轉(zhuǎn)動;

 
 

(4)當(dāng)被測參數(shù)穩(wěn)定的情況下,傳感器輸出的數(shù)值與被測參數(shù)所對應(yīng)的信號數(shù)值的差值為一穩(wěn)定或呈周期性變化的值;

(5)與交流伺服系統(tǒng)共用同一電源的設(shè)備(如顯示器等)工作不正常。

 
 

抗干擾的措施

 

對傳感器、儀器儀表正常工作危害最嚴(yán)重的是電網(wǎng)尖峰脈沖干擾,產(chǎn)生尖峰干擾的用電設(shè)備有:電焊機、大電機、可控機、繼電接觸器、帶鎮(zhèn)流器的充氣照明燈,甚至電烙鐵等。尖峰干擾可用硬件、軟件結(jié)合的辦法來抑制。

(1)用硬件線路抑制尖峰干擾的影響

 
 

(2)利用軟件方法抑制尖峰干擾

對于周期性干擾,可以采用編程進(jìn)行時間濾波,也就是用程序控制可控硅導(dǎo)通瞬間不采樣,從而有效地消除干擾。

 
 

(4)實行電源分組供電,例如:將執(zhí)行電機的驅(qū)動電源與控制電源分開,以防止設(shè)備間的干擾。

(5)采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅(qū)動器對其它設(shè)備的干擾。該措施對以上幾種干擾現(xiàn)象都可以有效地抑制。

 
 

(7)采用高抗干擾性能的電源,如利用頻譜均衡法設(shè)計的高抗干擾電源。這種電源抵抗隨機干擾非常有效,它能把高尖峰的擾動電壓脈沖轉(zhuǎn)換成低電壓峰值(電壓峰值小于TTL電平)的電壓,但干擾脈沖的能量不變,從而可以提高傳感器、儀器儀表的抗干擾能力。

(1)光電耦合隔離措施

在長距離傳輸過程中,采用光電耦合器,可以將控制系統(tǒng)與輸入通道、輸出通道以及伺服驅(qū)動器的輸入、輸出通道切斷電路之間的聯(lián)系。如果在電路中不采用光電隔離,外部的尖峰干擾信號會進(jìn)入系統(tǒng)或直接進(jìn)入伺服驅(qū)動裝置,產(chǎn)生的一種干擾現(xiàn)象。

光電耦合的主要優(yōu)點是能有效地抑制尖峰脈沖及各種噪聲干擾,使信號傳輸過程的信噪比大大提高。干擾噪聲雖然有較大的電壓幅度,但是能量很小,只能形成微弱電流,而光電耦合器輸入部分的發(fā)光二極管是在電流狀態(tài)下工作的,一般導(dǎo)通電流為10mA~15mA,所以即使有很大幅度的干擾,這種干擾也會由于不能提供足夠的電流而被抑制掉。

 
 
3、局部產(chǎn)生誤差的消除
 

在低電平測量中,對于在信號路徑中所用的(或構(gòu)成的)材料必須給予嚴(yán)格的注意,在簡單的電路中遇到的焊錫、導(dǎo)線以及接線柱等都可能產(chǎn)生實際的熱電勢。由于它們經(jīng)常是成對出現(xiàn),因此盡量使這些成對的熱電偶保持在相同的溫度下是很有效的措施,為此一般用熱屏蔽、散熱器沿等溫線排列。

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