? ? ? ? 模擬傳感器的應(yīng)用非常廣泛，在重工業(yè)、輕工業(yè)、紡織、農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)建設(shè)、日常生活、教育以及科學(xué)研究等領(lǐng)域，處處可見模擬傳感器的身影。模擬量傳感器發(fā)出的是連續(xù)信號(hào)，用電壓、電流、電阻等表示被測(cè)參數(shù)的大小。比如溫度傳感器、氣體傳感器、壓力傳感器等都是常見的模擬量傳感器。
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? ? ? ? 模擬量傳感器在傳輸信號(hào)時(shí)也會(huì)遇到干擾，主要有以下幾種因素：
? ? ? ? 1、靜電感應(yīng)干擾
? ? ? ? 靜電感應(yīng)是由于兩條支電路或元件之間存在著寄生電容，使一條支路上的電荷通過寄生電容傳送到另一條支路上去，有時(shí)候也被稱為電容性耦合。
? ? ? ? 2、電磁感應(yīng)干擾
? ? ? ? 當(dāng)兩個(gè)電路之間有互感存在時(shí)，一個(gè)電路中電流的變化就會(huì)通過磁場(chǎng)耦合到另一個(gè)電路，這一現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。這種情況在傳感器使用的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到，需要特別注意。
? ? ? ? 3、漏電流感應(yīng)干擾
? ? ? ? 由于電子線路內(nèi)部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內(nèi)部介質(zhì)或外殼等絕緣不良，特別是傳感器的應(yīng)用環(huán)境濕度增大，導(dǎo)致絕緣體的絕緣電阻下降，這時(shí)漏電電流會(huì)增加，由此引發(fā)干擾。尤其當(dāng)漏電流流入到測(cè)量電路的輸入級(jí)時(shí)，其影響就特別嚴(yán)重。
? ? ? ? 4、射頻干擾干擾
? ? ? ? 主要是大型動(dòng)力設(shè)備的啟動(dòng)、操作停止時(shí)產(chǎn)生的干擾以及高次諧波干擾。
? ? ? ? 5、其他干擾因素
? ? ? ? 主要指的是系統(tǒng)工作的環(huán)境差，比如沙塵、灰塵大、高濕、高溫、化學(xué)物質(zhì)多等惡劣環(huán)境。在惡劣的環(huán)境下，會(huì)嚴(yán)重影響傳感器的各項(xiàng)功能，比如探頭被灰塵、粉塵和顆粒物堵塞，會(huì)影響測(cè)量精準(zhǔn)。高濕環(huán)境下，水氣很可能進(jìn)入傳感器內(nèi)部造成損壞等。
? ? ? ? 選擇不銹鋼材質(zhì)的探頭外殼，堅(jiān)固耐用且耐高溫耐腐蝕，并且防塵防水，避免傳感器內(nèi)部損壞。雖然探頭外殼防水，但是不會(huì)影響傳感器響應(yīng)速度，氣體流通與交換速度快，達(dá)到快速響應(yīng)的效果。
? ? ? ? 通過以上的討論，我們了解到干擾因素還是很多的，不過這些只是泛泛而談，具體到某個(gè)場(chǎng)景中，可能是多種干擾因素影響的結(jié)果。但是這并不影響我們研究模擬量傳感器抗干擾技術(shù)。
? ? ? ? 模擬量傳感器抗干擾技術(shù)主要有以下幾種：
? ? ? ?1、屏蔽技術(shù)
? ? ? ?利用金屬材料制成容器。將需要保護(hù)的電路包在其中，可以有效防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)的干擾，此種方法稱為屏蔽。屏蔽又可分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻磁屏蔽等。
? ? ? （1）靜電屏蔽
? ? ? ? 以銅或鋁等導(dǎo)電性良好的金屬為材料，制作密閉的金屬容器，并與地線連接，把需要保護(hù)的電路值r其中，使外部干擾電場(chǎng)不影響其內(nèi)部電路，反過來，內(nèi)部電路產(chǎn)生的電場(chǎng)也不會(huì)影響外電路。這種方法就稱為靜電屏蔽。
? ? ? ? （2）電磁屏蔽
? ? ? ? 對(duì)于高頻干擾磁場(chǎng)，利用電渦流原理，使高頻干擾電磁場(chǎng)在屏蔽金屬內(nèi)產(chǎn)生電渦流，消耗干擾磁場(chǎng)的能量，渦流磁場(chǎng)抵消高頻干擾磁場(chǎng)，從而使被保護(hù)電路免受高頻電磁場(chǎng)的影響。這種屏蔽法就稱為電磁屏蔽。
? ? ? ?（3）低頻磁屏蔽
? ? ? ? 如果是低頻磁場(chǎng)，這時(shí)的電渦流現(xiàn)象不太明顯，只用上述方法抗干擾效果并不太好，因此必須采用采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層，以便把低頻干擾磁感線限制在磁阻很小的磁屏蔽層內(nèi)部。使被保護(hù)電路免受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。這種屏蔽方法一般稱為低頻磁屏蔽。傳感器檢測(cè)儀器的鐵皮外殼就起低頻磁屏蔽的作用。若進(jìn)一步將其接地，又同時(shí)起靜電屏蔽和電磁屏蔽的作用。
? ? ? ? 2、接地技術(shù)接地技術(shù)
? ? ? ? 是抑制干擾的有效技術(shù)之一，是屏蔽技術(shù)的重要保證。正確的接地能夠有效地抑制外來干擾，同時(shí)可提高測(cè)試系統(tǒng)的可靠性，減少系統(tǒng)自身產(chǎn)生的干擾因素。接地的目的有兩個(gè)：安全性和抑制干擾。因此接地分為保護(hù)接地、屏蔽接地和信號(hào)接地。保護(hù)接地以安全為目的，傳感器測(cè)量裝置的機(jī)殼、底盤等都要接地。信號(hào)地線又分為模擬信號(hào)地線和數(shù)字信號(hào)地線，模擬信號(hào)一般較弱，故對(duì)地線要求較高：數(shù)字信號(hào)一般較強(qiáng)，故對(duì)地線要求可低一些。不同的傳感器檢測(cè)條件對(duì)接地的方式也有不同的要求，必須選擇合適的接地方法，常用接地方法有一點(diǎn)接地和多點(diǎn)按地。
? ? ? ? （1）一點(diǎn)接地
? ? ? ? 在低頻電路中一般建議采用一點(diǎn)接地，它有放射式接地線和母線式接地線路。放射式接地就是電路中各功能電路直接用導(dǎo)線與零電位基準(zhǔn)點(diǎn)連接：母線式接地就是采用具有一定截面積的優(yōu)質(zhì)導(dǎo)體作為接地母線，直接接到零電位點(diǎn)，電路中的各功能塊的地可就近接在該母線上。傳感器與測(cè)量裝置構(gòu)成一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)，但 兩者之問可能相距較遠(yuǎn)。
? ? ? ?（2）多點(diǎn)接地
? ? ? ? 高頻電路一般建議采用多點(diǎn)接地。高頻時(shí)，即使一小段地線也將有較大的阻抗壓降，加上分布電容的作用，不可能實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)接地，因此可采用平面式接地方式，即多點(diǎn)接地方式，利用一個(gè)良好的導(dǎo)電平面體接至零電位基準(zhǔn)點(diǎn)上，各高頻電路的地就近接至該導(dǎo)電平面體上。由于導(dǎo)電平面體的高頻阻抗很小，基本保證了每一處電位的一致，同時(shí)加設(shè)旁路電容等減少壓降。因此，這種情況耍采用多點(diǎn)接地方式。
? ? ? ? 3、濾波技術(shù)
? ? ? ?濾波器是抑制交流串模干擾的有效手段之一。傳感器檢測(cè)電路中常見的濾波電路有Rc濾波器、交流電源濾波器和真流電源濾波器。
? ? ? ?（1）RC濾波器：當(dāng)信號(hào)源為熱電偶、應(yīng)變片等信號(hào)變化緩慢的傳感器時(shí)，利用小體積、低成本的無源Rc濾波器將會(huì)對(duì)串模干擾有較好的抑制效果。但應(yīng)該一提的是，Rc濾波器是以犧牲系統(tǒng)響應(yīng)速度為代價(jià)來減少串模干擾的。
? ? ? ?（2）交流電源濾波器：電源網(wǎng)絡(luò)吸收了各種高、低頻噪聲，對(duì)此常用Lc濾波器來抑制混入電源的噪聲。
? ? ? ? （3）直流電源濾波器：直流電源往往為幾個(gè)電路所共用，為了避免通過電源內(nèi)阻造成幾個(gè)電路問相互干擾，應(yīng)該在每條電路的直流電源上加上Rc或Lc退耦濾波器，用來濾除低頻噪聲。
? ? ? ? 4、光電耦合技術(shù)
? ? ? ? 光電耦合的主要優(yōu)點(diǎn)是能有效地抑制尖峰脈沖及各種噪聲干擾，使信號(hào)傳輸過程的信噪比大大提高。干擾噪聲雖然有較大的電壓幅度，但是能量很小，只能形成微弱電流，而光電耦合器輸入部分的發(fā)光二極管是在電流狀態(tài)下工作的，一般導(dǎo)通電流為10mA～15mA，所以即使有很大幅度的干擾，這種干擾也會(huì)由于不能提供足夠的電流而被抑制掉。
? ? ? ? 看到這里，相信大家對(duì)模擬量傳感器受干擾的因素和抗干擾方法有了一定的了解，當(dāng)使用模擬量傳感器時(shí)，如果發(fā)生被干擾的情況，可根據(jù)以上內(nèi)容一一排查，根據(jù)實(shí)際情況采取措施，切不可盲目處理，避免損壞傳感器。
發(fā)布時(shí)間 20-12-05