儀表zaigongyeshengchandexianchangshiyongdetiaojianchangchangshihenfuzade。beiceliangdecanshuyouwangwangbeizhuanhuanchengweiruodedidianpingdianyaxinhao,bingtongguochangjulichuanshuzhiercibiaohuozhejisuanjixitong。yincichuleyouyongdexinhaowai,jingchanghuichuxianyixieyubeicexinhaowuguandedianyahuodianliucunzai。zhezhongwuguandedianyahuodianliuxinhaowomenchengzhiwei“幹擾”(也叫噪聲)。
幹擾的來源有很多種,通常我們所說的幹擾是電氣的幹擾,但是在廣義上熱噪聲、溫度效應、化學效應、振動等都可能給測量帶來影響,產生幹擾。在測量過程中,如果不能排除這些幹擾的影響,儀表就不能夠正常的工作。
根據儀表輸入端幹擾的作用方式,可分為串模幹擾和共模幹擾。串模幹擾是指疊加在被測信號上的幹擾;共模幹擾是加在儀表任一輸入端與地之間的幹擾。
1 幹擾的產生
幹gan擾rao來lai自zi於yu幹gan擾rao源yuan,它ta們men在zai儀yi表biao內nei外wai都dou可ke能neng存cun在zai。在zai儀yi表biao外wai部bu,一yi些xie大da功gong率lv的de用yong電dian設she備bei以yi及ji電dian力li設she備bei都dou可ke能neng成cheng為wei幹gan擾rao源yuan,而er在zai儀yi表biao內nei部bu的de電dian源yuan變bian壓ya器qi、機電器、開關以及電源線等也均可能成為幹擾源,幹擾的引入方式主要如下:
1)電磁感應,也就是磁耦合。信號源與儀表之間的連接導線、儀表內部的配線通過磁耦合在電路中形成幹擾。像我們在工程中使用的大功率的變壓器、交流電機、高(gao)壓(ya)電(dian)網(wang)等(deng)的(de)周(zhou)圍(wei)空(kong)間(jian)中(zhong)都(dou)存(cun)在(zai)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)交(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang),而(er)儀(yi)表(biao)的(de)閉(bi)合(he)回(hui)路(lu)處(chu)在(zai)這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)的(de)磁(ci)場(chang)中(zhong)將(jiang)會(hui)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)勢(shi)。感(gan)應(ying)電(dian)勢(shi)可(ke)用(yong)下(xia)式(shi)計(ji)算(suan):式中:en——感應電動勢;B——磁通密度;A——閉合回路的麵積;θ——磁力線與麵積A的垂線的夾角。
這zhe種zhong磁ci感gan應ying電dian動dong勢shi與yu有you用yong信xin號hao串chuan聯lian,當dang信xin號hao源yuan與yu儀yi表biao相xiang距ju較jiao遠yuan時shi,此ci情qing況kuang較jiao為wei突tu出chu。將jiang導dao線xian遠yuan離li這zhe些xie強qiang用yong電dian設she備bei及ji動dong力li網wang,調tiao整zheng走zou線xian方fang向xiang以yi及ji減jian小xiao導dao線xian回hui路lu麵mian積ji都dou是shi必bi要yao的de。僅jin由you於yu把ba兩liang根gen信xin號hao線xian以yi短duan的de節jie距ju絞jiao合he,磁ci感gan應ying電dian動dong勢shi就jiu能neng降jiang為wei原yuan有you的de1/10~1/100。
2)jingdianganying,yejiushidiandeouhe。zaixiangduideliangwutizhong,ruqiyidedianweifashengbianhua,zeyouyuwutijiandedianrongshilingyiwutidedianweiyefashengbianhua。ganraoyuanshitongguodianrongxingdeouhezaihuiluzhongxingchengganrao。tashiliangdianchangxianghuzuoyongdejieguo. 通過電磁感應、靜電感應所形成的幹擾大部分是50Hz的工頻幹擾電壓。但是其他的高頻發生器、帶整流子的電機等設備,也會產生高頻的幹擾。由於雷雲之間、雷雲與大地間的放電,在配線上也能感應出異常電壓。
3)fujiaredianshihehuaxuedianshi,zhuyaoshiyouyubutongjinshuchanshengderedianshiyijijinshufushidengyuanyinchanshengdehuaxuedianshi,dangtachuyudianhuilushihuichengweiganrao,zhezhongganraodaduoyizhiliudexingshichuxian。zaijiexianduanzibanhuoshiganhuangjidianqidengchurongyichanshengredianshi。
4) 振動。導線在磁場中運動時,會產生感應電動勢。因此在振動的環境中把信號導線固定是很有必要的。 以上這4種幹擾都是和信號串聯,也就是以串模幹擾的形式出現。
5)不bu同tong地di電dian位wei引yin入ru的de幹gan擾rao。在zai大da地di中zhong,各ge個ge不bu同tong點dian之zhi間jian往wang往wang存cun在zai電dian位wei差cha。尤you其qi在zai大da功gong率lv的de用yong電dian設she備bei附fu近jin,當dang這zhe些xie設she備bei的de絕jue緣yuan性xing能neng較jiao差cha時shi,這zhe一yi電dian位wei差cha更geng大da。而er在zai儀yi表biao的de使shi用yong中zhong往wang往wang又you會hui有you意yi或huo無wu意yi的de是shi輸shu入ru回hui路lu存cun在zai兩liang個ge以yi上shang的de接jie地di點dian。這zhe樣yang就jiu會hui把ba不bu同tong接jie地di點dian的de電dian位wei差cha引yin入ru儀yi表biao,這zhe種zhong地di電dian位wei差cha有you時shi能neng達da1~10伏以上,它是同時出現在兩根信號導線. 通過靜電耦合的方式,能在兩輸入端感應出對地的共同電壓,以共模幹擾的形式出現。
由(you)於(yu)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)它(ta)不(bu)和(he)信(xin)號(hao)相(xiang)疊(die)加(jia),它(ta)不(bu)直(zhi)接(jie)對(dui)儀(yi)表(biao)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。但(dan)它(ta)能(neng)通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)係(xi)統(tong)形(xing)成(cheng)到(dao)地(di)的(de)泄(xie)漏(lou)電(dian)流(liu),這(zhe)漏(lou)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)電(dian)阻(zu)的(de)耦(ou)合(he)就(jiu)能(neng)直(zhi)接(jie)作(zuo)用(yong)於(yu)儀(yi)表(biao),產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)。
6)除一些脈衝電壓能夠作用於模擬電路之外,還可以對數字電路產生幹擾,這些脈衝電壓的發生源是開關、電機、繼電器這樣一些感性負載和產生放電的機器等。
在zai了le解jie了le各ge種zhong不bu同tong的de幹gan擾rao源yuan之zhi後hou,我wo們men就jiu可ke以yi針zhen對dui不bu同tong的de情qing況kuang采cai取qu對dui應ying的de措cuo施shi加jia以yi消xiao除chu或huo避bi免mian。因yin為wei所suo有you的de幹gan擾rao源yuan都dou是shi通tong過guo一yi定ding的de耦ou合he通tong道dao而er對dui儀yi表biao產chan生sheng影ying響xiang,因yin此ci我wo們men可ke以yi通tong過guo切qie斷duan幹gan擾rao的de耦ou合he通tong道dao來lai抑yi製zhi幹gan擾rao。
1、通常采用的方式有信號導線的扭絞、屏蔽、接地、平衡、濾波、隔離等各種方法,一般我們會同時采取多種措施。
2 幹擾的抑製
常用的抗幹擾措施比較多,要想抑製幹擾,必須對幹擾作全麵地分析了解,要在消除或抑製噪聲源、破壞幹擾途徑和削弱接收電路對噪聲幹擾的敏感性這三個方麵采取措施。
消除噪聲源是積極主動的措施。比如插接件接觸不良、xuhandengqingkuang,duiyuzheleiganraoyuanshikeyixiaochude。congyuanzeshangjiang,duiyuzaoshengyuanyingyuyixiaochu。danshi,shijishanghenduodezaoshengyuanshinanyixiaochuhuobunengxiaochude。liruyoushihoubengfangzhongdeyibiao,bengyunxingshidianjidedianciganraojiushibunenggouxiaochude。zheshihoujiubixucaiqufanghucuoshilaiyizhiganrao。
1)串模幹擾的抑製
串(chuan)模(mo)幹(gan)擾(rao)與(yu)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)所(suo)處(chu)的(de)地(di)位(wei)相(xiang)同(tong),因(yin)此(ci)一(yi)旦(dan)產(chan)生(sheng)串(chuan)模(mo)幹(gan)擾(rao),就(jiu)不(bu)容(rong)易(yi)消(xiao)除(chu)。所(suo)以(yi)應(ying)當(dang)首(shou)先(xian)防(fang)止(zhi)它(ta)的(de)產(chan)生(sheng)。防(fang)止(zhi)串(chuan)模(mo)幹(gan)擾(rao)的(de)措(cuo)施(shi)一(yi)般(ban)有(you)以(yi)下(xia)這(zhe)些(xie):
信號導線deniujiao。youyubaxinhaodaoxianniujiaozaiyiqinengshixinhaohuilubaoweidemianjidaweijianshao,erqieshilianggenxinhaodaoxiandaoganraoyuandejulinengdazhixiangdeng,fenbudianrongyenengdazhixiangtong,suoyinengshiyoucichanghedianchangtongguoganyingouhejinruhuiludechuanmoganraodaweijianxiao。
屏蔽。為了防止電場的幹擾,可以把信號導線用金屬包起來。通常的做法是在導線外包一層金屬網(或者鐵磁材料),外套絕緣層。屏蔽的目的就是隔斷“場”的耦合,抑製各種“場”的幹擾。屏蔽層需要接地,才能夠防止幹擾。 2)共模幹擾的抑製
由於儀表係統信號多為低電平,因此,共模幹擾也會使儀表信號產生畸變,帶來各種測量的錯誤。防止共模幹擾通常采取的措施如下:
接(jie)地(di)。通(tong)常(chang)儀(yi)表(biao)和(he)信(xin)號(hao)源(yuan)外(wai)殼(ke)為(wei)安(an)全(quan)起(qi)見(jian)都(dou)接(jie)大(da)地(di),保(bao)持(chi)零(ling)電(dian)位(wei)。信(xin)號(hao)源(yuan)電(dian)路(lu)以(yi)及(ji)儀(yi)表(biao)係(xi)統(tong)也(ye)需(xu)要(yao)穩(wen)定(ding)接(jie)地(di)。但(dan)是(shi)如(ru)果(guo)接(jie)地(di)方(fang)式(shi)不(bu)恰(qia)當(dang),將(jiang)形(xing)成(cheng)地(di)回(hui)路(lu)導(dao)入(ru)幹(gan)擾(rao)。在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong),我(wo)們(men)通(tong)常(chang)將(jiang)屏(ping)蔽(bi)和(he)接(jie)地(di)結(jie)合(he)起(qi)來(lai)應(ying)用(yong),往(wang)往(wang)能(neng)夠(gou)解(jie)決(jue)大(da)部(bu)分(fen)的(de)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)。如(ru)果(guo)將(jiang)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)在(zai)信(xin)號(hao)側(ce)與(yu)儀(yi)表(biao)側(ce)均(jun)接(jie)地(di),則(ze)地(di)電(dian)位(wei)差(cha)會(hui)通(tong)過(guo)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)形(xing)成(cheng)回(hui)路(lu),由(you)於(yu)地(di)電(dian)阻(zu)通(tong)常(chang)比(bi)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)的(de)電(dian)阻(zu)小(xiao)的(de)多(duo),所(suo)以(yi)在(zai)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)上(shang)就(jiu)會(hui)形(xing)成(cheng)電(dian)位(wei)梯(ti)度(du),並(bing)通(tong)過(guo)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)與(yu)信(xin)號(hao)導(dao)線(xian)間(jian)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)耦(ou)合(he)到(dao)信(xin)號(hao)電(dian)路(lu)中(zhong)去(qu),因(yin)此(ci)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)也(ye)必(bi)須(xu)一(yi)點(dian)接(jie)地(di)。並(bing)且(qie),信(xin)號(hao)導(dao)線(xian)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)地(di)應(ying)與(yu)係(xi)統(tong)接(jie)地(di)同(tong)側(ce)。
shishishang,youyuerciyibiaodewaikeweileanquan,shixuyaojiedide。eryibiaodeshuruduanyuwaikezhijianyidingcunzaifenbudianronghelouzukang,yinci,fudibukenengbaxieloutujingwanquanqieduan,yinci,biyaodeshihou,tongchangcaiyongdeshishuangcengpingbifudibaohu。yejiushizaizaiyibiaodewaikeneibuzaitaoyigeneipingbizhao,neipingbizhaoyuxinhaoshuruduanyijingwaikezhijianjunbuzuodianqilianjie,neipingbicengyinchuyitiaodaoxianyuxinhaodaoxiandepingbicengxianglianjie,erxinhaoxiandepingbizaixinhaoyuanchuyidianjiedi,zheyangshiyibiaodeshurubaohupingbijixinhaopingbiduixinhaoyuanwendingqilai,chuyudengdianweizhuangtai。keyidadadetigaoyibiaokangganraodeneng,即ji便bian這zhe樣yang,其qi實shi也ye是shi存cun在zai一yi定ding的de泄xie漏lou電dian流liu的de,但dan是shi,抑yi製zhi幹gan擾rao的de措cuo施shi就jiu是shi為wei了le讓rang幹gan擾rao信xin號hao強qiang度du降jiang低di至zhi相xiang對dui與yu實shi際ji信xin號hao強qiang度du來lai說shuo可ke忽hu略lve的de程cheng度du。
另(ling)外(wai),經(jing)常(chang)采(cai)用(yong)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)措(cuo)施(shi)還(hai)有(you)隔(ge)離(li),也(ye)是(shi)通(tong)過(guo)阻(zu)止(zhi)幹(gan)擾(rao)回(hui)路(lu)的(de)形(xing)成(cheng)來(lai)抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)。這(zhe)些(xie)方(fang)法(fa)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)疊(die)加(jia)的(de)。通(tong)常(chang),我(wo)們(men)會(hui)采(cai)取(qu)其(qi)中(zhong)的(de)一(yi)種(zhong)或(huo)幾(ji)種(zhong)方(fang)法(fa)來(lai)提(ti)高(gao)信(xin)號(hao)測(ce)量(liang)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。