顯示儀表應用中的抗干擾措施

ID:107189 · 發表于 2016-3-6 17:55

生產中，被測參數往往被轉換成微弱的低電平電壓信號，并通過長距離(有時長達數百米甚至更遠)傳輸到顯示儀表，由于顯示儀表應用環境的復雜性(周圍存在大量強交變磁場、電場、振動、熱噪聲、強輻射、溫度效應、動力電源等)，使得電氣干擾也加到顯示儀表的輸入端，加上儀表內部的電源變壓器、繼電器、開關以及電源線等干擾源，給測量帶來影響。當有較大擾動出現時(檢測信號的干擾主要有強磁場和電場：當干擾源為低電壓大電流時，則干擾源主要是磁場;當干擾源為高電壓小電流時，則干擾源附近主要是電場)，常通過下面一些方式(如串模干擾、共模干擾等)疊加到信號線上，進入儀表。
　　1.電磁感應(指磁的耦合)。在大功率變壓器、交流電機、強電流電網等的周圍空間都存在很強的交變磁場，而控制系統(檢測、變送、轉換、調節、計算、執行、輔助、顯示等單元)線路形成的閉合回路處在這種變化的磁場中將被感應出電勢，使信號源與儀器儀表之間的連接導線、儀表內部的配線通過磁耦合在電路中形成干擾。這種電磁感應電勢與有用信號相串聯，當信號源與顯示儀表相距較遠時，干擾較為突出。此外，高頻率發生器、帶整流子的電機等設備，也會產生高頻率的干擾。
　　2.靜電感應(指電的耦合)。靜電感應是兩電場相互作用的結果。在相對的兩根導線中，如其一的電位發生變化，則由于導線間的電容變化使得另一導線的電位也發生變化，干擾源以電容性的耦合在回路中形成干擾。
　　3.附加熱電勢和化學電勢。由于不同金屬產生的熱電勢以及金屬腐蝕等產生的化學電勢，在電路回路中形成直流電氣干擾。
　　4.振動。在強振動的環境中，導線由于在磁場中處于運動狀態而產生感應電勢，此干擾與信號相串聯，以串模干擾形式進入儀器儀表。
　　5.不同地電位引入的干擾。在大功率的用電設備附近，當設備的絕緣性能較差時，不同地電位的電位差的引入形成干擾，而在儀表的使用中往往會有意無意地使輸入端存在兩個以上的連接點，這樣就會把不同接地點的電位差以共模干擾形式引入到儀器儀表，這種干擾是同時出現在兩信號線上的。
　　6.信號源是不平衡電橋。當橋路電源接地時，除橋路對角線的不平衡電壓(即信號電壓)外，兩信號線對地都有一個公共的共模干擾電壓。雖然共模干擾不和信號疊加，不直接對儀表產生影響，但它能通過測量系統形成到地的漏電電流，通過電阻的耦合就能直接作用于儀表(或放大器)，產生干擾。
　　7.一些脈沖狀的干擾電壓除能作用于模擬電路外，有時也能直接進入數字電路中給予干擾，這些干擾電壓的發生源是開關、電機、繼電器那樣的感性負載和產生放電的機器等。

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