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传感器及仪器仪表如何抗干扰

传感器和仪器仪表在现场运行中受到各种干扰,具体具体分析,采取不同的干扰措施是抗干扰的原则。这种灵活的移动策略无疑与普遍性相矛盾。解决方案是使用模块化的方法。除了基本部件外,仪器还可以组装不同的部件,有效地抵抗干扰,提高不同操作场合的可靠性。在进一步讨论电路元件的选择、电路和系统的应用之前,有必要分析影响模拟传感器精度的干扰源和干扰类型。 抗干扰措施 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设备有:电焊机、大电机、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯,甚至电烙铁等。尖峰干扰可用硬件、软件结合的办法来抑制。 1.硬件线抑制尖峰干扰的影响 主要有三种常用方法: (1)将根据频谱平衡原理设计的干扰控制器串入仪器交流电源输入端,将尖峰电压集中的能量分配到不同频段,以削弱其破坏性; (2)在仪器交流电源输入端增加超隔离变压器,利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲; (3)在仪器交流电源的输入端并联压敏电阻,当尖峰脉冲到达时,降低仪器从电源中分配的电压,从而削弱干扰的影响。 显示仪表 2.利用软件抑制尖峰干扰 对于周期性干扰,时间滤波可以通过编程进行,即可控硅导通瞬间不采样可以通过程序控制,从而有效消除干扰。 3.结合硬软件的看门狗(watchdog)技术抑制尖峰脉冲的影响 软件:在定时器定时之前,CPU访问定时器,让定时器重新开始计时,正常程序运行,定时器不会产生溢出脉冲,watchdog它不起作用。一旦飞程序出现在尖峰干扰中,CPU定时前不会访问定时器,会出现定时信号,导致系统复位中断,保证智能仪器恢复正常程序。 4.实行电源分组供电,如将执行电机的驱动电源与控制电源分开,防止设备间干扰。 5.噪声滤波器还能有效抑制交流伺服驱动器对其他设备的干扰。该措施能有效抑制上述干扰。 6.使用隔离变压器 考虑到高频噪声通过变压器主要不是通过初次和次级线圈的互感耦合,而是通过初次和次级寄生电容器耦合,隔离变压器的初次和次级用屏蔽层隔离,减少电容器的分布,提高抗共模干扰能力。 7.采用高抗干扰性能的电源,如采用频谱平衡法设计的高抗干扰电源。该电源非常有效地抵抗随机干扰。它可以将高峰扰动电压脉冲转换为低压峰值(电压峰值小于)TTL电平)电压,但干扰脉冲的能量保持不变,从而提高传感器和仪器的抗干扰能力。 二、消除局部误差 在低电平测量中,必须严格注意信号路径中使用的(或组成的)材料,在简单电路中遇到的焊料、导线和接线柱可能会产生实际的热电位。因为它们经常成对出现,所以试着保持这些成对的热电偶在相同的温度下是一个非常有效的措施,所以热屏蔽和散热器通常沿着等温线排列。 三、信号传输通道抗干扰设计 1.光电耦合隔离措施 在长途传输过程中,光电耦合器可以切断控制系统与输入通道、输出通道和伺服驱动器的输入和输出通道之间的连接。如果电路中没有光电隔离,外部尖峰干扰信号将进入系统或直接进入伺服驱动装置,产生第一个干扰现象。 光电耦合的主要优点是能有效抑制尖峰脉冲和各种噪声干扰,大大提高信号传输过程中的信噪比。虽然干扰噪声的电压范围很大,但能量很小,只能形成微弱的电流,光耦合器输入部分的发光二极管在电流状态下工作,一般导电流为10mA~15mA,因此,即使有很大的干扰,这种干扰也会被抑制,因为它不能提供足够的电流。 2.双绞屏蔽线长期传输 在传输过程中,信号会受到电场、磁场和地面阻抗等干扰因素的影响,接地屏蔽线可以减少电场的干扰。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。此外,差分信号传输通常用于长距离传输,可以提高抗干扰性。双绞屏蔽线长期传输可有效抑制上述干扰现象中2、3、4种干扰的产生。

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