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传感器使用过程中的干扰及其解决措施


《电气与电控》 / 2012-04-13



   (1)供电系统的抗干扰设计。

对传感器正常工作危害最严重的是电网尖峰脉冲干扰,产生尖峰干扰的用电设备有:电焊机、大电机、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯,甚至电烙铁等。尖峰干扰可用硬件、软件结合的办法来抑制。如果要IFM传感器II0012 IIA2015-ABOA正常工作,必须要注意一下问题。
    1)用硬件线路抑制尖峰干扰的影响。常用办法主要有以下三种:
    a、在仪器交流电源输入端串入按频谱均衡的原理设计的干扰控制器,将尖峰电压集中的能量分配到不同的频段上,从而减弱其破坏性。
    b、在仪器交流电源输入端加超级隔离变压器,利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲。
    c、在仪器交流电源的输入端并联压敏电阻,利用尖峰脉冲到来时电阻值减小以降低仪器从电源分得的电压,从而削弱干扰的影响。
    2)利用软件方法抑制尖峰干扰。对于周期性干扰,可以采用编程进行时间滤波,也就是用程序控制晶闸管导通瞬间不采样,从而有效地消除干扰。
    3)采用硬、软件结合的看门狗( watchdog)技术抑制尖峰脉冲的影响。软件:在定时器定时到之前,CPU访问一次定时器,让定时器重新开始计时,正常程序运行,该定时器不会产生溢出脉冲,watchdog也就不会起作用。一旦尖峰干扰出现了“飞程序”,则CPU就不会在定时到之前访问定时器,因而定时信号就会出现,从而引起系统复位中断,保证智能仪器回到正常程序上来。
    4)实行电源分组供电。例如,将执行电动机的驱动电源与控制电源分开,以防止设备间的干扰。
    5)采用噪声滤波器也可以有效地抑制交流伺服驱动器对其他设 备的干扰。该措施对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。
    6)采用隔离变压器。考虑到高频噪声通过变压器主要不是靠一、二次侧绕组的互感耦合,而是靠一、二次侧寄生电容耦合的,因此隔离变压器的一、二次侧之间均用屏蔽层隔离,减少其分布电容,以提高抵抗共模干扰能力。
    7)采用高抗干扰性能的电源,如利用频谱均衡法设计的高抗扰电源。这种电源抵抗随机干扰非常有效,它能把高尖峰的扰动电压脉冲转换成低电压峰值(电压峰值小于TTL电平)的电压,但干扰脉冲的能量不变,从而可以提高传感器、仪器仪表的抗干扰能力。

 


    (2)信号传输通道的抗干扰设计。


    1)光电耦合隔离措施。在长距离传输过程中,采用光电耦合器,可以切断控制系统与输入、输出通道以及伺服驱动器的输入,输出通道电路之间的联系。如果在电路中不采用光电隔离,外部的尖峰干扰信号会进入系统或直接进入伺服驱动装置,产生第一种干扰现象。
    光电耦合的主要优点是能有效地抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰,使信号传输过程的信噪比大大提高。干扰噪声虽然有较大的电压帽度,但是能量很小,只能形成微弱电流,而光电耦合器输入部分的发光二极管是在电流状态下工作的,一般导通电流为10~15mA,所以即使有很大幅度的干扰,这种干扰也会由于不能提供足够的电流而襁
抑制掉。
    2)双绞屏蔽线长线传输。信号在传输过程中会受到电场、磁场和地阻抗等干扰因素的影响,采用接地屏蔽线可以减小电场的干扰。双绞线与同轴电缆相比,虽然频带较差,但波阻抗高,抗共模噪声能力强,能使各个小环节的电磁感应干扰相互抵消。另外,在长距离传输过程中,一般采用差分信号传输,可提高抗干扰性能。采用双绞屏
蔽线长线传输可以有效地抑制前文提到的干扰传感器IG0374 IGC2012-ABOA现象中的2)、3)、4)种干扰的产生。

 


    (3)局部产生误差的消除。

在低电平测量中,对于在信号路径中所用的(或构成的)材料必须给予严格的注意,在简单的电路中遇到的焊锡、导线以及接线柱等都可能产生实际的热电动势。由于它们经常是成对出现,因此尽量使这些成对的热电偶保持在相同的温度下是很有效的措施,为此一般用热屏蔽、散热器沿等温线排列或者将大功率电路和小功率电路分开等办法,其目的是使热梯度减到最小,这些对传感器II0309 IIA2015RABOA都是非常重要的。两个不同厂家生产的标准导线(如镍铬一康铜线)的接点可能产生0. 2mV/℃的温漂,这相当于高精度低漂移运放管(OP.27CP)的温漂,是斩波放大器(7650CPA)温漂的两倍。虽然采用插座开关接插件、继电器等形式能使更换电器元件或组件方便一些,但缺点可能产生接触电阻、热电动势或两者皆有,其代价是增加低电平分辨力的不稳定性,也就是说它比直接连接系统的分辨力要差、精度要低、噪声增加、可靠性降低。因此,在低电平放大中尽可能地不使用开关、接插件,是减少故障、提高精度的重要措施。

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