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1、儀表技師論文范文 測(cè)試系統(tǒng)中干擾及其形成機(jī)理 摘要:闡述了測(cè)試系統(tǒng)中的各類干擾,并對(duì)其產(chǎn)生的原因作了較詳細(xì)的分析。針對(duì)干擾的特性,指出了它們的危害范圍及程度,以便于對(duì)其進(jìn)行抑制,增強(qiáng)抗干擾的效果。 關(guān)鍵詞:測(cè)試系統(tǒng)干擾干擾源 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域。由于存在干擾,它對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定度和精確度受到了直接的影響,嚴(yán)重時(shí)可使測(cè)試系統(tǒng)不能正常工作。因此,從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、使用方式以及工作環(huán)境等各個(gè)方面都不得不優(yōu)先考慮抗干擾問(wèn)題。所以對(duì)干擾的研究是測(cè)試技
2、術(shù)的重要課題?! 「蓴_形成的全過(guò)程是由干擾源發(fā)出的干擾信號(hào),經(jīng)過(guò)耦合通道達(dá)到受感器上,構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的干擾。干擾的三個(gè)環(huán)節(jié),稱之為干擾系統(tǒng)的三要素,如圖1所示。要有效地抑制干擾,首先要找到干擾的發(fā)源地,防患于發(fā)源處是抑制干擾的積極措施。當(dāng)產(chǎn)生了難以避免的干擾,削弱通道對(duì)干擾的耦合以及提高受感器的抗干擾能力就成為非常重要的方法。 為了討論方便,將干擾源分為測(cè)試系統(tǒng)外部和同部的兩個(gè)方面,現(xiàn)分別給予討論?! ?測(cè)試系統(tǒng)外部的干擾 1.1自然干擾 自然干擾包括雷達(dá)、大氣層的電場(chǎng)變化、電離層變化以及太
3、陽(yáng)黑子的電磁輻射等。雷電能在傳輸線上產(chǎn)生輻值很高的高頻涌浪電壓,對(duì)系統(tǒng)形成的干擾。太陽(yáng)黑子的電磁輻射能量很強(qiáng),可造成無(wú)線通信中斷。宇宙的自然干擾,只有高頻才能穿過(guò)地球外層的電離層,頻率在幾十MHz到200MHz之間,電壓一般在μV量級(jí),對(duì)低頻系統(tǒng)影響甚微。 1.2放電干擾 1.2.1電暈放電 最常見(jiàn)的電暈放電高壓輸出線。高壓輸電線因絕緣失效會(huì)產(chǎn)生間隙脈沖電流,形成電暈放電。在輸電線垂直方向上的電暈干擾,其電平隨頻率升高而衰減。當(dāng)頻率低于1MHz時(shí),衰減微弱;當(dāng)頻率高于1MHz時(shí),急劇衰減。因此電暈放電干擾對(duì)高頻系
4、統(tǒng)影響不大,而對(duì)低頻系統(tǒng)影響較為嚴(yán)重,應(yīng)引起注意。 1.2.2輝光放電 輝光放電即氣體放電。當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)之間的氣體被電離時(shí),由于離子磁撞而產(chǎn)生輝光放電,肉眼可見(jiàn)到藍(lán)色的輝光。輝光放電所需電壓與接點(diǎn)之間的距離、氣體類型和氣壓有關(guān)。熒光燈、霓紅燈、閘流管以及工業(yè)生產(chǎn)中使用的大型輝光離子氧化爐等,均是利用這一原理制造的輝光放電設(shè)備。這類設(shè)備對(duì)測(cè)試系統(tǒng)都是干擾源,頻率一般為超高頻。如熒光燈干擾,電壓為幾十到幾千微伏(μV),甚至可達(dá)幾十毫伏(mV)。 1.2.3弧光放電 弧光放電即金屬霧放電。最具典型的弧光放
5、電是金屬電焊?;」夥烹姰a(chǎn)生高頻振蕩,以電波形式形成干擾。這種干擾對(duì)測(cè)試系統(tǒng)危害較大,甚至對(duì)具有專門(mén)防干擾的設(shè)備,在半徑為50米的范圍內(nèi),當(dāng)頻率為0.15——0.5MHz時(shí),干擾電壓最低仍可達(dá)1000μV;當(dāng)頻率為2.5——150MHz時(shí),也可達(dá)200μV. 1.2.4火花放電 電氣設(shè)備觸點(diǎn)處的繼續(xù)電流將引起火花放電。這種放電出現(xiàn)在觸點(diǎn)通斷的瞬間,如電動(dòng)機(jī)、電刷同鄰近的整流片反復(fù)接通和斷開(kāi),形成很寬頻率范圍的火花放電干擾。這種干擾波雖被電機(jī)金屬外殼屏蔽,但還會(huì)有部分通過(guò)窄小的空隙處和引出線輻射出來(lái)。盡管如此,這種干擾仍具有較大的
6、能量。小型電鉆的干擾電平約為20——80dB(200MHz以下),可使鄰近電視圖像不停跳動(dòng)?! ?nèi)燃機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)是一個(gè)很強(qiáng)的干擾源。這種點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊電流,從而激勵(lì)附屬電路振蕩,并由點(diǎn)火導(dǎo)線輻射出去。這種干擾的頻率分量很高,在20——1000MHz范圍內(nèi),干擾半徑可達(dá)50——100m的范圍?! №氈赋?,各種電氣開(kāi)關(guān)通、斷時(shí)并不都會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象,但由于通、斷時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈沖電流有非常豐富的頻率分量,這種干擾能通過(guò)開(kāi)關(guān)連線輻射出去?! ?.3工頻干擾 供電設(shè)備和輸出線都產(chǎn)生工頻干擾,這種干擾隨處可見(jiàn)。低
7、頻信號(hào)只要有一段與供電線平行,50Hz交流電就會(huì)耦合到信號(hào)線上成為干擾?! ≈绷麟娫摧敵龆艘部赡艹霈F(xiàn)不同程度的交流干擾,它發(fā)生在系統(tǒng)內(nèi)部,待討論系統(tǒng)內(nèi)部干擾時(shí)再述?! ?.4射頻干擾 通信設(shè)備、無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)等通過(guò)天線會(huì)發(fā)射強(qiáng)烈的電波,高頻加熱設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生射頻輻射。電磁波在測(cè)試系統(tǒng)的傳輸線上以及接收天線上,會(huì)感位出大小不等的射頻信號(hào)。有的電磁波在接收天線上產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)比欲接收的信號(hào)電動(dòng)勢(shì)大上萬(wàn)倍。這類干擾的頻帶有限且可知,選擇適當(dāng)濾波器即可消除。 1.5靜電干擾 摩擦產(chǎn)生的靜電作為
8、能源來(lái)說(shuō)是很小的,但是電壓可達(dá)數(shù)萬(wàn)伏。帶有高電位的人接觸測(cè)試系統(tǒng)時(shí),人體上的電荷