传感器原理与检测技术教学课件作者童敏明第15章节：抗干扰课件

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1、第九章抗干扰技术第一节干扰的类型第二节电磁干扰的产生第三节干扰信号的耦合方式第四节抗干扰技术第五节相关检测技术引例:干扰的危害学习要求1、了解干扰产生的原因和干扰源的种类；2、了解干扰对系统作用的途径；3、熟悉抗干扰的基本方法。干扰（噪声）－－影响检测仪器和装置正常工作的各种因素的总和。抗干扰技术－－消除或削弱各种干扰影响的技术措施。产生干扰的三要素干扰源干扰通道被干扰对象抗干扰的基本原则消除或削弱干扰源切断干扰通道保护被干扰对象（按噪声产生的原因分类）第一节干扰的类型1.1电和磁的干扰电和磁可以通过电路和磁路对测量仪器产生干扰作用，本章重点介绍抑制

2、这种干扰的措施。1.2机械的干扰由于机械的振动或冲击，使仪器或装置中的电气元件或传感器发生振动、位移、松动等，造成检测的误差。抑制机械的干扰主要采取减振措施来解决，例如采用减振弹簧、减振软垫、消振等措施。1.3热的干扰设备和元器件在工作时产生的热量引起的温度波动和环境温度的变化都会引起仪表和装置的传感器和电路元器件参数发生变化，产生较大的测量误差。热干扰的抑制方法有：热屏蔽－－用导热性能好的金属材料做成的屏蔽罩将温度敏感器件包围。恒温法－－将敏感器件或装置置于恒温设备中。对称平衡法－－采用差动电桥，利用两个温度特性相同的器件相互抵销温度的影响。温度补

3、偿法－－采用温度敏感元件进行温度补偿。1.4光的干扰在检测仪器中广泛使用着各种半导体元件，半导体元件在光的作用下会改变其导电性能，产生电势或阻值的变化，影响仪器的正常工作。光干扰的抑制可以将敏感半导体元件置于不透光的外壳内，对一些特定光的传感器，可采用光的滤镜，消除干扰光的影响。1.5湿度的干扰湿度过高会引起绝缘体的绝缘电阻下降，漏电流增加，电介质的介电系数增加，电容量增加；吸潮后会使线圈骨架膨胀，电感器变化；应变片粘贴的胶质变软，精度下降。防止湿度干扰的措施是避免仪器放在潮湿处；仪器装置定时通电加热去潮；电子器件和印刷电路浸漆或用环氧树脂封灌。1.

4、6化学的干扰酸、碱、盐等化学物品以及其他腐蚀性气体，除了由于化学腐蚀作用损坏仪器设备和元器件外还会与金属导体产生化学电动势，从而影响检测精度。必须根据仪器的使用环境对仪器设备进行必要的防腐处理，将关键的器件进行密封。1.7射线辐射的影响核辐射能产生很强的电磁波，射线会气体电离，使金属逸出电子，从而影响仪器的检测精度。射线辐射的防护是一专门的技术，主要用于原子能工业。第二节电磁干扰的产生2.1放电干扰天体和天电干扰1天体干扰是由太阳或其他恒星辐射的电磁波所产生的干扰；天电干扰是由雷电、大气的电离作用、火山爆发或地震等自然现象所产生的电磁波和空间电位变化

5、引起的干扰。2电晕放电干扰电晕放电干扰主要发生在超高压大功率输电线路和变压器、大功率互感器、高压输变电等设备上。随着电晕放电产生高频振荡，向周围辐射电磁波。其衰减特性一般与距离的平方成反比。3火花放电干扰电动机的电刷和整流子间的周期性的周期性瞬间放电、电焊、电火花、加工机床、电气开关设备中的开关通断、电气机床和电车导线与电刷间的放电等。4辉光、弧光放电干扰通常放电管具有负阻抗特性，当和外电路连接时容易引起高频振荡。2.2电气设备的干扰1射频干扰电视、广播、雷达及无线电收发机等对邻近电子设备造成干扰。2工频干扰大功率配电线与邻近检测系统的传输线通过耦合

6、产生的干扰。3感应干扰当使用电子开关、脉冲发生器时，因为工作中使电流发生急剧变化，形成非常陡峭的电流、电压变化，具有一定能量和丰富的高次谐波分量，产生交变电磁场。第三节干扰信号的耦合方式-----干扰信号进入检测电路或装置的途径是噪声源和信号源具有公共阻抗时的传导耦合。3.1共阻抗耦合接受器干扰源ZC设In为干扰源电流，Zc为公共阻抗，则干扰电压为：UN＝InZc3.2漏电流耦合它是一种电阻性耦合方式。当相邻的元件或导线间的绝缘电阻降低时，有些电信号通过绝缘电阻耦合到检测电路输入端而形成干扰。～ABRnZiU1Un设U1为干扰源电动势，Rn为绝缘电阻

7、，Zi为被干扰电路的输入阻抗，则干扰电压为：3.3电容耦合由于两个电路之间存在寄生电容，产生静电效应，使一个电路的电荷变化影响到另一个电路。又称静电耦合或电场耦合。～VSCADCABRCBDVB电容耦合等效电路。～CADCBDCABRVSAB电容耦合示意图设导线A为干扰源，导线B为检测信号线，由于耦合形成的对地噪声电压（有效值）VB为：当R很小，可得这时VB与信号电压频率幅值输入电阻及耦合电容成正比。应设法降低R值就能减小耦合回路的噪声电压。3.4电磁耦合～RR1R2M导线1导线2～V1VNR1R2RIng在任何载流导体周围空间都会产生磁场。若磁场交

8、变，则对其周围闭合电路产生感应电势。在设备内部，线圈或变压器的漏磁造成很大干扰，在设备外部，当两根导线在很长