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传感器的干扰种类及解决措施解析

干扰源、干扰种类及干扰现象

 
1、主要干扰源
 

(3)漏电流感应

由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良,特别是传感器的应用环境湿度较大,绝缘体的绝缘电阻下降,导致漏电电流增加就会引起干扰。尤其当漏电流流入测量电路的输入级时,其影响就特别严重。

(4)射频干扰

主要是大型动力设备的启动、操作停止的干扰和高次谐波干扰。如可控硅整流系统的干扰等。

 
 
2、干扰的种类
 

(3)长时干扰

长时干扰是指长期存在的干扰,此类干扰的特点是干扰电压长期存在且变化不大,用检测仪表很容易测出,如电源线或邻近动力线的电磁干扰都是连续的交流50Hz工频干扰。

 
 

(a)局部产生(即不需要的热电偶);

(b)子系统内部的耦合(即地线的路径问题);

(c)外部产生(Bp电源频率的干扰)。

在应用中,常会遇到以下几种主要干扰现象:

(1)发指令时,电机无规则地转动;

 
 

(4)当被测参数稳定的情况下,传感器输出的数值与被测参数所对应的信号数值的差值为一稳定或呈周期性变化的值;

(5)与交流伺服系统共用同一电源的设备(如显示器等)工作不正常。

 
 

抗干扰的措施

 

对传感器、仪器仪表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。

(1)用硬件线路抑制尖峰干扰的影响

 
 

(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,也就是用程序控制可控硅导通瞬间不采样,从而有效地消除干扰。

 
 

(4)实行电源分组供电,例如:将执行电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它设备的干扰。该措施对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。

 
 

(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干扰电源。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。

(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,可以将控制系统与输入通道、输出通道以及伺服驱动器的输入、输出通道切断电路之间的联系。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,产生的一种干扰现象。

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幅度,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10mA~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被抑制掉。

 
 
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。

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