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1、传感器应用中噪声的产生及其抑制方法王岗岭，樊建文（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山467001）摘要：在智能化控制系统中，传感器是用来感知、测定各种变化量的重要器件，在其使用中的噪声直接影响着智能化控制的效果。本文针对传感器在应用中噪声的产生、表现形式、耦合方式进行了较详细的论述。对传感器回路的噪声抑制应考虑到：除去回路系统内有噪声源；回路设计时应采用平衡方式；电路布置时不要形成环路；避免随意接地；线路布线应采用绞合线；恰当地使用屏蔽线，对高频噪声宜采用薄金属屏蔽层的屏蔽线，在低频噪声时或磁场干扰较强的情况下，宜采用较厚金属屏蔽层的屏蔽
2、线；应用时还应充分考虑传感器的特性，尤其是阻抗，信号电平等因素。关键词：传感器；噪声；抑制方法中图分类号：TP212.9文献标识码：BTheOriginationandEliminationofNoiseintheApplicationofSensorWangGang-lingFanJian-wen（PingdingshanIndustrialCollegeofTechnology,Pingdingshan,Henan,467001）Abstract:inthecontrolsystem,thesensorplaysthecrucialr
3、oleinsensingandmeasuringthevarieddata,butthenoiseoriginatedinusedirectlyaffectsthecontrolsystem.Thearticlethoroughlyexpoundstheorigination,showingandcoordinationmodeofnoiseinuse.Asfarastheeliminationofthenoiseisconcerned,thesourceofnoiseshouldbeprohibited:thebalancemodead
4、aptedincircuitdesign,thecirclelineavoidedindevisingtheelectriccircuit,freetouchingtheland,too.Theelectriclineshouldbecoveredwithplastics,protectionlineused,thinmetallayerpreferableastohighfrequencynoise,Whilethickmetallayertolowfrequencyorstrongmagneticfield.Moreover,thef
5、eatureofsensor,especiallythesignallevel,shouldbeequallyconsidered.Keywords:sensor;noise;themethodofelimination传感器技术作为信息技术的三大组成部分之一已得到极其广泛的应用。传感器相当于人的感官器官，用来感知、测定各种物理量、化学量并将其转变成电信号形式，送入计算机或电子线路进行处理，达到监测或控制的目的。由于传感器技术的快速发展，传感器的品种齐全，精度有很大提高，传感器的使用爱好者也迅速增多。下面就传感器应用中噪声的产生及其抑制方
6、法作以介绍。1.传感器噪声的来源和表现形式传感器噪声的主要来源是来自系统内外的干扰。在传感器回路中，噪声的强弱与信号和噪声的叠加方式有关。其叠加方式有平衡和非平衡两种。在平衡方式中，噪声源Vn在传感器的A与B回路中同相叠加，此为共态噪声。这种噪声电流相互抵消，使负载RL上的电压不变，噪声信号在负载上不能显现出来，因此，自身不会产生噪声干扰，如图1所示。对于非平衡方式，噪声源Vn和信号源VS串联相加，此为正态噪声。信号电流iS和噪声电流in的流动方向相同，负载RL上信号电流和噪声电流同时显现出来，使负载RL上的电压增大，此时噪声和信号混合在
7、同一频带内，就无法同信号分离出来，就会产生噪声干扰，如图2所示。图1噪声源的平衡叠加图2噪声源的不平衡叠加在实际上，通常外界噪声的叠加方式主要是平衡方式，如果传感器回路的不平衡，共态噪声极容易变为正态噪声。其变换情况如图3所示。若传感器回路A、B中存在外界感应噪声Vn。A、B回路对地间的阻抗分别为ZA、Z`A和ZB、Z`B，且有噪声电流inA、inB流通。而ZA≠ZB，Z`A≠Z`B，回路A、B对地为不平衡，负载RL两端的噪声电压VnL＝VnA－VnB，由于回路不平衡，则VnA≠VnB，所以，VnL≠0，即负载RL两端将显现出噪声电压Vn
8、L。由此可见，噪声产生的关键是回路是否平衡。因此，在应用中要极力防止回路由平衡方式转变为非平衡方式[1]。图3共态噪声与正态噪声的转换从频率范围看，噪声有带内噪声和带外噪声。带内噪声是混在信号
