一、干擾的產(chǎn)生

生產(chǎn)中，被測(cè)參數(shù)往往被轉(zhuǎn)換成微弱的低電平電壓信號(hào)，并通過(guò)長(zhǎng)距離疊加到信號(hào)線上，進(jìn)入儀表。

1.電磁感應(yīng)線路形成的閉合回路處在這種變化的磁場(chǎng)中將被感應(yīng)出電勢(shì)，使信號(hào)源與儀器儀表之間的連接導(dǎo)線、儀表內(nèi)部的配線通過(guò)磁耦合在電路中形成干擾。這種電磁感應(yīng)電勢(shì)與有用信號(hào)相串聯(lián)，當(dāng)信號(hào)源與顯示儀表相距較遠(yuǎn)時(shí)，干擾較為突出。此外，高頻率發(fā)生器、帶整流子的電機(jī)等設(shè)備，也會(huì)產(chǎn)生高頻率的干擾。

2.靜電感應(yīng)。靜電感應(yīng)是兩電場(chǎng)相互作用的結(jié)果。在相對(duì)的兩根導(dǎo)線中，如其一的電位發(fā)生變化，則由于導(dǎo)線間的電容變化使得另一導(dǎo)線的電位也發(fā)生變化，干擾源以電容性的耦合在回路中形成干擾。

3.附加熱電勢(shì)和化學(xué)電勢(shì)。由于不同金屬產(chǎn)生的熱電勢(shì)以及金屬腐蝕等產(chǎn)生的化學(xué)電勢(shì)，在電路回路中形成直流電氣干擾。

4.振動(dòng)。在強(qiáng)振動(dòng)的環(huán)境中，導(dǎo)線由于在磁場(chǎng)中處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此干擾與信號(hào)相串聯(lián)，以串模干擾形式進(jìn)入儀器儀表。

5.不同地電位引入的干擾。在大功率的用電設(shè)備附近，當(dāng)設(shè)備的絕緣性能較差時(shí)，不同地電位的電位差的引入形成干擾，而在儀表的使用中往往會(huì)有意無(wú)意地使輸入端存在兩個(gè)以上的連接點(diǎn)，這樣就會(huì)把不同接地點(diǎn)的電位差以共模干擾形式引入到儀器儀表，這種干擾是同時(shí)出現(xiàn)在兩信號(hào)線上的。

6.信號(hào)源是不平衡電橋。當(dāng)橋路電源接地時(shí)，除橋路對(duì)角線的不平衡電壓，產(chǎn)生干擾。

7.一些脈沖狀的干擾電壓除能作用于模擬電路外，有時(shí)也能直接進(jìn)入數(shù)字電路中給予干擾，這些干擾電壓的發(fā)生源是開(kāi)關(guān)、電機(jī)、繼電器那樣的感性負(fù)載和產(chǎn)生放電的機(jī)器等。

二、干擾的抑制

干擾問(wèn)題的形成是因?yàn)橛懈蓴_源的存在，并通過(guò)一定的耦合渠道對(duì)儀器儀表產(chǎn)生影響。為減少這些影響，在設(shè)計(jì)儀表時(shí)就應(yīng)考慮對(duì)干擾的抑制問(wèn)題，盡量提高其抗干擾的能力。在實(shí)際應(yīng)用中，要找出并結(jié)合絞扭、屏蔽、接地、平衡、濾波、隔離等方法，切斷耦合通道以抑制干擾。同時(shí)，要求顯示儀表具有耐高溫、低溫、高壓、腐蝕、高粘度等性能和較好的動(dòng)態(tài)特性，以減少被測(cè)參數(shù)的測(cè)量誤差。

1.串模干擾的抑制方法

串模干擾可能產(chǎn)生在信號(hào)源，也很可能是從引線上感應(yīng)或接收而來(lái)。由于串模干擾與被測(cè)信號(hào)所處地位相同，所以一旦產(chǎn)生了串模干擾之后，它的有害作用往往不大容易消除，所以應(yīng)該首先防止它的產(chǎn)生。

就能使信號(hào)回路所包圍的面積大為減小，使電場(chǎng)通過(guò)在兩信號(hào)線上的感應(yīng)耦合進(jìn)入回路的串模干擾電位差大為減少。

包起來(lái)，再在外面包上一層絕緣物或信號(hào)線直接采用屏蔽電纜，屏蔽層接地。因非磁性屏蔽層對(duì)50赫茲的磁場(chǎng)無(wú)效果，必要時(shí)可把信號(hào)線穿入鐵管中，使信號(hào)導(dǎo)線得到磁屏蔽。而在靜電屏蔽后，能使感應(yīng)電勢(shì)減小到原有的1/100~1/1000。

濾波：對(duì)變化速度很慢的直流信號(hào)，在儀器儀表輸入端加入濾波電路，以使混雜于有效信號(hào)的干擾衰減到最小。常在輸入級(jí)前加二至三級(jí)R-C濾波電路，而以采用內(nèi)阻較低的雙T型濾波器效果更好。

對(duì)消：雙積分型和脈沖調(diào)寬型等數(shù)字儀表，對(duì)輸入信號(hào)的平均值而不是瞬時(shí)值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，能把一些串模干擾平均掉。

盡量使信號(hào)線與電源線分開(kāi)敷設(shè)。合理布線，在允許的條件下將導(dǎo)線的電流流向作反方向處理，以減弱相互產(chǎn)生的磁場(chǎng)的干擾;不允許把信號(hào)線與動(dòng)力線平行敷設(shè)在一起，亦不應(yīng)由同一穿線孔洞進(jìn)入儀器儀表內(nèi)。低電平信號(hào)線應(yīng)以盡量短的不絞扭線接至信號(hào)端子的相鄰位置上，以減少感應(yīng)干擾的面積，絕對(duì)禁止電源線、信號(hào)線用同一根電纜。高電平和低電平線也不要用同一接線插件。在不得已時(shí)，把高電平和低電平線分開(kāi)放在接插件旁邊，中間隔以地線端子和備用端子。

2.共模干擾的抑制，以切斷共模干擾電壓的泄漏途徑，使干擾無(wú)法進(jìn)入。在低電平測(cè)試中，信號(hào)線只應(yīng)有一點(diǎn)接地且信號(hào)線的屏蔽層也須有一點(diǎn)接地，無(wú)論信號(hào)線和儀器儀表等均需加以屏蔽，把接地和屏蔽正確地結(jié)合起來(lái)使用，往往能解決大部分的干擾問(wèn)題。當(dāng)有一個(gè)不接地信號(hào)源與一個(gè)接地放大器相連時(shí)，信號(hào)線屏蔽層應(yīng)接至放大器的公共端。當(dāng)有一個(gè)接地信號(hào)源與一個(gè)不接地放大器相連時(shí)，即使信號(hào)源端接的不是大地，信號(hào)線屏蔽層也應(yīng)接至信號(hào)源的公共端，使之保持零電位，可有效切斷電位的泄漏電流，提高測(cè)量信號(hào)的抗干擾能力，這是測(cè)量系統(tǒng)中常用的方法。

儀表采用雙層屏蔽浮地保護(hù)技術(shù)：為提高儀器儀表抗共模干擾能力，在放大器輸入部分浮地的同時(shí)，儀器儀表采用雙層屏蔽浮地保護(hù)。除利用表殼作一層屏蔽外，在儀器儀表內(nèi)再用一個(gè)內(nèi)屏蔽罩將放大器輸入部分屏蔽起來(lái)。（http://www.diangon.com/版權(quán)所有）在兩屏蔽層之間、在放大器輸入部分和內(nèi)屏蔽層之間都不作電氣上的連接。內(nèi)屏蔽層不要與儀器儀表外殼相接，而應(yīng)單獨(dú)引出一根線作為保護(hù)屏蔽端與信號(hào)線的屏蔽層相連接，從而使保護(hù)屏蔽延伸到信號(hào)線全長(zhǎng)，而信號(hào)線的屏蔽在信號(hào)源處一點(diǎn)接地，這樣使儀器儀表的輸入保護(hù)屏蔽及信號(hào)屏蔽對(duì)信號(hào)源穩(wěn)定起來(lái)，處于等電位狀態(tài)。所以，屏蔽能用來(lái)降低耦合到導(dǎo)線上的共模電壓。

應(yīng)用平衡電路：一個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度取決于信號(hào)源、信號(hào)引線、負(fù)載的平衡以及其它雜散分布參數(shù)的平衡。為提高儀器儀表抗共模干擾能力，采用平衡措施使兩線路上所轉(zhuǎn)換的電壓相等，以此來(lái)降低耦合到負(fù)載上的該部分共模電壓。

電源引入干擾的抑制：在儀器儀表內(nèi)部主要的干擾來(lái)自小功率變壓器產(chǎn)生的漏電流。為防止泄漏電流干擾，可將變壓器初級(jí)繞組放在屏蔽層之內(nèi)，并將屏蔽層接地，此時(shí)變壓器初級(jí)繞組上的相電壓通過(guò)對(duì)屏蔽層的分布電容，使漏電電流直接流入地，而不再流入放大器、測(cè)量電路和信號(hào)源中產(chǎn)生干擾。為防止電源變壓器引入干擾，采用三層屏蔽結(jié)構(gòu)即電源變壓器初級(jí)屏蔽層直接與表殼接地，供電裝置的次級(jí)繞組與所有屏蔽層相接，放大器電源的次級(jí)繞組屏蔽層與放大器地處于等電位狀態(tài)。由電源引起的脈沖狀干擾，對(duì)數(shù)字電路有較大影響，應(yīng)在電源線路上加裝高頻濾波器，濾波器應(yīng)裝在輸入和輸出引線都經(jīng)過(guò)穿心電容進(jìn)行濾波的鐵制屏蔽盒內(nèi)。
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