传感器技术应用与技能训练 教学课件 作者 刘伦富 模块八　传感器抗干扰技术.ppt

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1、*模块八　传感器抗干扰技术主编*模块七　新型传感器任务一　认识干扰的来源与途径1.干扰的来源干扰有来自内部和外部两种，内部干扰来自设备本身，制造时技术人员已采取抗干扰措施，消除内部干扰。外部干扰主要有以下几种。(1)放电干扰。(2)电气设备干扰。1)工频干扰。2)射频干扰。3)电子开关通断干扰。*模块七　新型传感器2.干扰的传输途径干扰的途径有“路”和“场”两种形式。(1)通过“路”的干扰1)泄漏电阻：元器件支架、探头、接线柱、印制电路以及电容器内部介质或外壳等绝缘不良都可产生漏电流，引起干扰。2)共阻抗耦合干扰：两个以上电路共有一部分阻抗，一个电路的电流流经共阻抗所产生的电压降就成为其

2、他电路的干扰源。3)经电源线引入干扰：交流供电线路在现场的分布很自然地构成了吸收各种干扰的网络，而且十分方便地以电路传导的形式传遍各处，并通过电源引线进入各种电子设备造成干扰。*模块七　新型传感器(2)通过“场”的干扰1)通过电场耦合的干扰：电场耦合是由于两支路(或元器件)之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一支路上去，因此又称电容性耦合。2)通过磁场耦合的干扰：当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路中。3)通过辐射电磁场耦合的干扰：辐射电磁场通常来自大功率高频用电设备、广播发射台、电视发射台等。*模块七　新型传感器3.干扰的作用

3、方式外部噪声源对测量装置的干扰一般都作用在输入端，根据其作用方式及与有用信号的关系，可分为串模和共模干扰两种形态。(1)串模干扰。图8-?1　串模干扰等效电路*模块七　新型传感器图8-?2　串模干扰举例(2)共模干扰。*模块七　新型传感器图8-?3　共模干扰的等效电路及实例*模块七　新型传感器1.抑制干扰的方法干扰的形成必须同时具备干扰源、干扰途径和对干扰信号敏感的接收电路三个条件，因此，抑制干扰可以分别采取相应措施。1)消除或抑制干扰源：使产生干扰的电气设备远离检测装置；对继电器、接触器、断路器等采取触点灭弧措施或改用无触点开关；消除虚焊、假焊等。2)破坏干扰途径。3)削弱接收电路对干扰

4、信号的敏感性。常用的抑制干扰技术有屏蔽、接地、滤波、隔离、浮置技术等。*模块七　新型传感器2.屏蔽技术屏蔽技术是抑制电、磁场干扰的有效措施，正确的屏蔽可抑制干扰源(如变压器等)或阻止干扰进入测量装置内部。根据屏蔽的目的可分为静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽。(1)静电屏蔽。削弱分布电容的方法是在两个导体A、B之间设置一个接地导体G，可使A、B之间的分布电容CN耦合大大减弱，如图8⁃?5所示。变压器一、二次绕组间的屏蔽就是基于这一原理。图8-?4　静电屏蔽的原理图*模块七　新型传感器图8-?5　接地线减弱耦合作用图①选用铜、铝等低电阻金属材料作屏蔽盒;②屏蔽盒要良好接地;③尽量缩短被屏蔽电路伸出屏

5、蔽盒之外的导线长度。(2)电磁屏蔽。*模块七　新型传感器在电磁场的频率较低时，屏蔽效果很小(因涡流较小)，因此，电磁屏蔽仅适用于高频。(3)磁屏蔽。图8-?6　磁屏蔽的原理*模块七　新型传感器3.接地技术在抑制干扰的措施中，接地技术与屏蔽紧密相关，如果接地不当，不仅不能抑制干扰，有时还会引入干扰。因此，必须重视接地方法。(1)电气、电子设备中的接地。(2)一点接地原则。1)机内一点接地。2)系统一点接地。3)电缆屏蔽层的一点接地。*模块七　新型传感器图8-?7　检测系统的一点接地1、2—信号传输线　3—传感器外壳　4—测量系统外壳　5—大地电位差*模块七　新型传感器①信号源不接地，测量电路

6、接地，电缆屏蔽层应接到测量电路的地端，如图8-?8a中的C，其余A、B、D接法均不正确。②信号源接地，测量电路不接地，电缆屏蔽层应接到信号源的地端，如图8-?8b中的A，其余B、C、D接法均不正确。图8-?8　电缆屏蔽层的一点接地示意图*模块七　新型传感器4.浮置技术如果测量装置电路的公共线不接机壳也不接大地，即与大地之间没有任何导电性的直接联系(仅有寄生电容存在)，就称为浮置。1)一次侧屏蔽层及电源变压器外壳与测量装置的外壳连接并接大地。2)中间屏蔽层与保护屏蔽层连接。3)二次侧屏蔽层与测量装置的零电位连接。图8-?9　带有浮置屏蔽的检测系统1、2—信号传输线　3—传感器外壳　4—双芯屏

7、蔽线　5—测量装置外壳　6—保护屏蔽7—测量装置的零电位　8—二次侧屏蔽层　9—中间屏蔽层　10—一次侧屏蔽层11—电源变压器二次绕组　12—电源变压器一次绕组*模块七　新型传感器5.其他抑制干扰的措施在仪表中还经常采用调制、解调技术，滤波技术和隔离技术(一般用变压器作前隔离，光耦合器作后隔离)，通过调制—选频放大—解调—滤波，只放大输出有用信号，抑制无用的干扰信号。滤波的类型有低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波等，