《抗干扰技术h》PPT课件

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1、电子信息与自动化学院陈新岗电气测试技术电气测试技术7/23/20211第七章传感器的抗干扰技术抗干扰技术“干扰”在检测系统中是一种无用信号，它会在测量结果中产生误差。因此要获得良好的测量结果，就必须研究干扰来源及抑制措施。通常把消除或削弱各种干扰影响的全部技术措施，总称为抗干扰技术或称为防护。7/23/202127.1干扰源及干扰的耦合方式干扰(也叫噪声)是指测量中来自测量系统内部或外部，影响测量装置或传输环节正常工作和测试结果的各种因素的总和。干扰的产生主要有两大类：电气设备干扰和放电干扰。电气设备干扰主要有射频干扰、工频干扰和感应干扰等；放电干扰主要有弧光放电干扰、火花放电干扰

2、、电晕放电干扰和天体、天电干扰等。根据干扰产生的原因，通常可分为以下几种类型。1.机械干扰2.热干扰3.光干扰4.湿度干扰5.化学干扰6.电磁干扰7.1.1干扰信号的来源7/23/20213干扰信号进入接收电路或测量装置内的途径，称为干扰信号的耦合方式。干扰的耦合方式主要有：电磁耦合、静电电容耦合、漏电流耦合、共阻抗耦合。1.电磁耦合7.1.2干扰信号的耦合方式电磁耦合(电感性耦合)是由于电路之间存在互感，使一个电路的电流变化，通过磁交变影响到另一个电路。两个电路电磁耦合示意图和等效电路7/23/202142.静电电容耦合静电电容耦合是由于两个电路之间存在寄生电容，产生静电效应使一

3、个电路的电荷变化影响到另一个电路。3.漏电流耦合由于绝缘不良，流经绝缘电阻的漏电流IN作用于有关电路引起的干扰，称为漏电流耦合。7/23/202154.共阻抗耦合共阻抗耦合是由于两个电路间有公共阻抗，当一个电路中有电流流过时，通过共阻抗便在另一个电路上产生干扰电压。1）通过电源内阻的共阻抗耦合干扰；2）通过公共地线的共阻抗耦合干扰。7/23/20216接地是保证人身和设备安全、抗噪声干扰的一种方法。7.2常用的抑制干扰的措施7.2.1接地技术1.接地线的种类保护接地线出于安全防护的目的将检测装置的外壳屏蔽层接地用的地线。信号地线它只是检测装置的输入与输出的零信号电位公共线，除特别情

4、况之外，一般与真正大地是隔绝的。分为两种：模拟信号地线及数字信号地线，因前者信号较弱，故对地线要求较高，而后者则要求可低些。信号源地线它是传感器本身的信号电位基准公共线。交流电源地线7/23/20217在检测装置中，上列四种地线一般应分别设置，以消除各地线之间的相互干扰。a.一点接地准则通常在检测装置中至少要有三种分开的地线，如图所示。若设备使用交流电源时，则交流电源地线应和保护地线相连。图中三条地线应连在一起并通过一点接地。使用这种接地方式可以避免公共地线各点电位不均匀所产生的干扰。7/23/20218为了使屏蔽在防护检测装置不受外界电场的电容性或电阻性漏电影响时充分发挥作用，应

5、将屏蔽线接到大地上。但是大地各处电位很不一致，如果一个测量系统在两点接地，因两接地点不易获得同一电位，从而对两点(多点)接地电路造成干扰。这时地电位是装置输入端共模干扰电压的主要来源。因此，对一个测量电路只能一点接地。信号电路一点接地是消除因公共阻抗耦合干扰的一种重要方法。在一点接地的情况下，虽然避免了干扰电流在信号电路中流动，但还存在着绝缘电阻、寄生电容等组成的漏电通路，所以干扰不可能全部被抑制掉。7/23/20219测量系统一点接地图7-11为同一测量系统采用两点接地和一点接地示意图，图a为两点接地；图b为一点接地。图7-11测量系统接地示意图7/23/202110信号导线屏蔽

6、层一点接地如前所述，信号导线必须屏蔽和屏蔽层接地，否则没有抑制串模干扰的效果，而且屏蔽层也应一点接地。那么，屏蔽层又该接到哪一点才适合呢？应该遵循下列两个原则：当有一个不接地的信号源与一个接地的放大器相连接时，信号导线屏蔽层应接放大器的公共端，见图7-12a。当一个接地的信号源与不接地的放大器连接时，即使信号源接的不是大地，信号导线屏蔽层也应接至信号源的公共端，见图7-12b。图7-12信号导线屏蔽层一点接地7/23/202111利用金属罩(铜、铝等铁磁材料)将信号源或测量电路包围起来，此种措施称为屏蔽。屏蔽的目的就是隔断场的耦合通道，抑制各种场的干扰。7.2.2屏蔽技术1.静电屏

7、蔽在静电场作用下，导体内部无电力线，即各点等电位。静电屏蔽就是利用了与大地相连接的导电性良好的金属容器，使其内部的电力线不外传，同时也不使外部的电力线影响其内部。静电屏蔽能防止静电场的影响，用它可以消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合而产生的干扰。在电源变压器的一次、二次侧绕组之间插入一个梳齿形薄铜皮并将它接地，以此来防止两绕组间的静电耦合，就是静电屏蔽的范例。7/23/2021122.电磁屏蔽电磁屏蔽是采用导电良好的金属材料做成屏蔽层，利用高频干扰电磁场在屏蔽体