《抗干擾技術(shù)h》PPT課件

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1、電子信息與自動(dòng)化學(xué)院陳新崗電氣測試技術(shù)電氣測試技術(shù)7/23/20211第七章傳感器的抗干擾技術(shù)抗干擾技術(shù)“干擾”在檢測系統(tǒng)中是一種無用信號(hào)，它會(huì)在測量結(jié)果中產(chǎn)生誤差。因此要獲得良好的測量結(jié)果，就必須研究干擾來源及抑制措施。通常把消除或削弱各種干擾影響的全部技術(shù)措施，總稱為抗干擾技術(shù)或稱為防護(hù)。7/23/202127.1干擾源及干擾的耦合方式干擾(也叫噪聲)是指測量中來自測量系統(tǒng)內(nèi)部或外部，影響測量裝置或傳輸環(huán)節(jié)正常工作和測試結(jié)果的各種因素的總和。干擾的產(chǎn)生主要有兩大類：電氣設(shè)備干擾和放電干擾。電氣設(shè)備干擾主要有射頻干擾、工頻干擾和感應(yīng)干擾等；放電干擾主要有弧光放電干擾、火花放電干擾

2、、電暈放電干擾和天體、天電干擾等。根據(jù)干擾產(chǎn)生的原因，通?？煞譃橐韵聨追N類型。1.機(jī)械干擾2.熱干擾3.光干擾4.濕度干擾5.化學(xué)干擾6.電磁干擾7.1.1干擾信號(hào)的來源7/23/20213干擾信號(hào)進(jìn)入接收電路或測量裝置內(nèi)的途徑，稱為干擾信號(hào)的耦合方式。干擾的耦合方式主要有：電磁耦合、靜電電容耦合、漏電流耦合、共阻抗耦合。1.電磁耦合7.1.2干擾信號(hào)的耦合方式電磁耦合(電感性耦合)是由于電路之間存在互感，使一個(gè)電路的電流變化，通過磁交變影響到另一個(gè)電路。兩個(gè)電路電磁耦合示意圖和等效電路7/23/202142.靜電電容耦合靜電電容耦合是由于兩個(gè)電路之間存在寄生電容，產(chǎn)生靜電效應(yīng)使一

3、個(gè)電路的電荷變化影響到另一個(gè)電路。3.漏電流耦合由于絕緣不良，流經(jīng)絕緣電阻的漏電流IN作用于有關(guān)電路引起的干擾，稱為漏電流耦合。7/23/202154.共阻抗耦合共阻抗耦合是由于兩個(gè)電路間有公共阻抗，當(dāng)一個(gè)電路中有電流流過時(shí)，通過共阻抗便在另一個(gè)電路上產(chǎn)生干擾電壓。1）通過電源內(nèi)阻的共阻抗耦合干擾；2）通過公共地線的共阻抗耦合干擾。7/23/20216接地是保證人身和設(shè)備安全、抗噪聲干擾的一種方法。7.2常用的抑制干擾的措施7.2.1接地技術(shù)1.接地線的種類保護(hù)接地線出于安全防護(hù)的目的將檢測裝置的外殼屏蔽層接地用的地線。信號(hào)地線它只是檢測裝置的輸入與輸出的零信號(hào)電位公共線，除特別情

4、況之外，一般與真正大地是隔絕的。分為兩種：模擬信號(hào)地線及數(shù)字信號(hào)地線，因前者信號(hào)較弱，故對地線要求較高，而后者則要求可低些。信號(hào)源地線它是傳感器本身的信號(hào)電位基準(zhǔn)公共線。交流電源地線7/23/20217在檢測裝置中，上列四種地線一般應(yīng)分別設(shè)置，以消除各地線之間的相互干擾。a.一點(diǎn)接地準(zhǔn)則通常在檢測裝置中至少要有三種分開的地線，如圖所示。若設(shè)備使用交流電源時(shí)，則交流電源地線應(yīng)和保護(hù)地線相連。圖中三條地線應(yīng)連在一起并通過一點(diǎn)接地。使用這種接地方式可以避免公共地線各點(diǎn)電位不均勻所產(chǎn)生的干擾。7/23/20218為了使屏蔽在防護(hù)檢測裝置不受外界電場的電容性或電阻性漏電影響時(shí)充分發(fā)揮作用，應(yīng)

5、將屏蔽線接到大地上。但是大地各處電位很不一致，如果一個(gè)測量系統(tǒng)在兩點(diǎn)接地，因兩接地點(diǎn)不易獲得同一電位，從而對兩點(diǎn)(多點(diǎn))接地電路造成干擾。這時(shí)地電位是裝置輸入端共模干擾電壓的主要來源。因此，對一個(gè)測量電路只能一點(diǎn)接地。信號(hào)電路一點(diǎn)接地是消除因公共阻抗耦合干擾的一種重要方法。在一點(diǎn)接地的情況下，雖然避免了干擾電流在信號(hào)電路中流動(dòng)，但還存在著絕緣電阻、寄生電容等組成的漏電通路，所以干擾不可能全部被抑制掉。7/23/20219測量系統(tǒng)一點(diǎn)接地圖7-11為同一測量系統(tǒng)采用兩點(diǎn)接地和一點(diǎn)接地示意圖，圖a為兩點(diǎn)接地；圖b為一點(diǎn)接地。圖7-11測量系統(tǒng)接地示意圖7/23/202110信號(hào)導(dǎo)線屏蔽

6、層一點(diǎn)接地如前所述，信號(hào)導(dǎo)線必須屏蔽和屏蔽層接地，否則沒有抑制串模干擾的效果，而且屏蔽層也應(yīng)一點(diǎn)接地。那么，屏蔽層又該接到哪一點(diǎn)才適合呢？應(yīng)該遵循下列兩個(gè)原則：當(dāng)有一個(gè)不接地的信號(hào)源與一個(gè)接地的放大器相連接時(shí)，信號(hào)導(dǎo)線屏蔽層應(yīng)接放大器的公共端，見圖7-12a。當(dāng)一個(gè)接地的信號(hào)源與不接地的放大器連接時(shí)，即使信號(hào)源接的不是大地，信號(hào)導(dǎo)線屏蔽層也應(yīng)接至信號(hào)源的公共端，見圖7-12b。圖7-12信號(hào)導(dǎo)線屏蔽層一點(diǎn)接地7/23/202111利用金屬罩(銅、鋁等鐵磁材料)將信號(hào)源或測量電路包圍起來，此種措施稱為屏蔽。屏蔽的目的就是隔斷場的耦合通道，抑制各種場的干擾。7.2.2屏蔽技術(shù)1.靜電屏

7、蔽在靜電場作用下，導(dǎo)體內(nèi)部無電力線，即各點(diǎn)等電位。靜電屏蔽就是利用了與大地相連接的導(dǎo)電性良好的金屬容器，使其內(nèi)部的電力線不外傳，同時(shí)也不使外部的電力線影響其內(nèi)部。靜電屏蔽能防止靜電場的影響，用它可以消除或削弱兩電路之間由于寄生分布電容耦合而產(chǎn)生的干擾。在電源變壓器的一次、二次側(cè)繞組之間插入一個(gè)梳齒形薄銅皮并將它接地，以此來防止兩繞組間的靜電耦合，就是靜電屏蔽的范例。7/23/2021122.電磁屏蔽電磁屏蔽是采用導(dǎo)電良好的金屬材料做成屏蔽層，利用高頻干擾電磁場在屏蔽體