自动检测技术的综合应用.ppt

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1、第九章自动检测技术的综合应用本章学习的主要内容：1、抗干扰技术5、自动检测技术的综合应用实例4、微机在自动检测技术中的应用2、自动检测系统的可靠性问题3、传感器的标定与选择§9－1抗干扰技术干扰的例子：电磁信号干扰器手机干扰器一、干扰的来源根据产生干扰的物理原因，干扰有如下几种来源：1．机械的干扰对于机械的干扰主要是采用减震措施来解决，例如应用减震弹簧或减震橡皮垫等。2．热的干扰对于热的干扰，工程上通常采用：热屏蔽、恒温措施、对称平衡结构、温度补偿元件等方法进行抑制。3．光的干扰闪电击中摩天楼战斗机发射曳光干扰弹对于具有光敏作用的元件，应注意光的屏蔽问题。4．湿度变化的影响下雨的路面在南方潮湿

2、地带、船舶及锅炉等地方，更应注意密封防潮措施。5．化学的干扰金属的腐蚀铜晶界的腐蚀良好的密封和注意清洁是十分必要的。6．电和磁的干扰闪电是很强的电磁干扰信号电焊也是很强的电磁干扰信号源7．射线辐射的干扰切尔诺贝利核泄漏事故现场的资料照片受到核污染的患者宇宙中超大质量的黑洞天体发生高能离子辐射时的效果图用于原子能、核装置等领域内的传感器系统，尤其要注意射线辐射对传感器系统的干扰。二、信噪比和电磁兼容性1．信噪比衡量噪声对有用信号的影响常用信噪比（S/N）来表示，它是指在信号通道中，有用信号功率与噪声功率之比，或有用信号电压与噪声电压之比。（dB）电磁兼容是指电子系统在规定的电磁干扰环境中能正常工

3、作的能力，而且还不允许产生超过规定的电磁干扰信号。自然界干扰源人为干扰源宇宙射电噪声大气层的雷电噪声等太阳耀斑辐射噪声有意发射干扰源无意发射干扰源2．电磁兼容性电磁干扰源可分为：三、电磁干扰的途径电磁干扰的途径有“路”和“场”两种形式1．通过“路”的干扰（1）漏电流耦合形成的干扰（2）传导耦合形成的干扰它是由于绝缘不良，由流经绝缘电阻的漏电流所起的噪声干扰。当导线经过具有噪声的环境时，即拾取噪声，并经导线传送到电路而造成干扰。（3）共阻抗耦合形成的干扰共阻抗耦合是由于两个电路共有阻抗，当一个电路中有电流流过时，通过共有阻抗便在另一个电路上产生干扰电压。2．通过“场”的干扰（1）静电耦合形成的干

4、扰电场耦合实质上是电容性耦合，它是由于两个电路之间存在寄生电容，可使一个电路的电荷变化影响到另一个电路。（2）电磁耦合形成的干扰（3）辐射电磁场耦合形成的干扰电磁耦合又称互感耦合，它是在两个电路之间存在互感，一个电路的电流变化，通过磁交链会影响到另一个电路。辐射电磁场通常来源于大功率高频电气设备、广播发射台、电视发射台等。如果在辐射电磁场中放置一个导体，则在导体上产生正比于电场强度的感应电动势。四、抑制电磁干扰的基本措施电磁干扰形成的三个要素为干扰源、干扰途径以及对电磁噪声敏感性较高的接收电路。干扰源干扰途径接收电路形成电磁干扰的三要素之间的联系框图抑制电磁干扰的基本措施为：1．消除或抑制干扰

5、源2．破坏干扰途径3．削弱接收电路对电磁干扰的敏感性以上三个方面的措施可用疾病的预防来比喻，即消灭病菌来源，阻止病菌传播和提高人体的抵抗能力。五、抗电磁干扰技术（电磁兼容控制技术）1．屏蔽技术（1）静电屏蔽静电屏蔽实验图（2）电磁屏蔽收音机－屏蔽网房防电脑显示器辐射的屏蔽罩程控交换机屏蔽机柜若将电磁屏蔽层接地，则同时兼有静电屏蔽作用。通常使用的铜质网状屏蔽电缆就能同时起电磁屏蔽和静电屏蔽的作用。（3）低频磁屏蔽在工业中常用的办法是将屏蔽线穿在铁质蛇皮管或普通铁管内，以达到双重屏蔽的目的。低频磁屏蔽材料2．接地技术（1）地线的种类模拟信号地线数字信号地线信号源地线负载地线（2）一点接地原则①单级

6、电路的一点接地原则单极电路的一点接地②多级电路的一点接地原则多级电路的一点接地③传感器系统的一点接地原则3．浮置技术浮置与屏蔽接地相反，是阻断干扰电流的通路，检测系统被浮置后能大大减小共模干扰电流。4．平衡电路平衡电路又称对称电路。例如，电桥电路和差分放大器等电路就属于平衡电路。采用平衡电路可以使对称电路结构所获得噪声相等，并可以在负载上自行抵消。5．滤波技术滤波器是抑制噪声干扰的重要手段之一。常用的是RC型、LC型及双T型等形成的无源滤波器或有源滤波器。滤波器抑制检测系统干扰的原理框图6．光电耦合技术光电耦合器是一种电→光→电耦合器件，目前检测系统越来越多地采用光电耦合器来提高抗干扰能力。光

7、电耦合器有如下特点：（1）输入、输出回路绝缘电阻高（大于1010Ω）、耐压超过1kV；（3）输入输出回路完全是隔离的，能很好地解决不同电位、不同逻辑电路之间的隔离和传输的矛盾。（2）因为光的传输是单向的，所以输出信号不会反馈影响输入端；§9－2自动检测系统的可靠性问题美国“挑战者号”航天飞机爆炸瞬间1．可靠性问题的提出一、可靠性的基本概念1957年美国发表了“军用电子设备可靠性”的重要报告，被公认