沧正传感传感器如何抗干扰

随着现代科学技术的进步，生产自动化水平也在不断提高。在工业生产中，各种传感器压力传感器和自动检测装置被广泛应用于监控生产的各个环节，有些还需要计算机来控制生产的整个过程。在这样的系统中，数百个不同的传感器通常需要将不同的非电参量转换为电源进行计算机处理。然而，由于生产现场经常有大量的电磁干扰源，可能会破坏传感器、计算机甚至整个检测系统的正常运行，抗干扰技术是传感器检测系统的重要环节，对于从事自动检测的人来说，了解抗干扰技术是非常必要的。
电子测量装置电路中的无用信号称为噪声，当噪声影响电路的正常运行时，噪声称为干扰。在信号传输过程中，干扰的形成必须有三个因素，即干扰源、干扰路径和对噪声敏感性较高的接收电路。因此，消除或减弱噪声干扰的方法可以针对这三个项目中的任何一个采取措施。传感器检测电路中常用的方法是采取相应措施消除或减少干扰路径和接收电路中的噪声干扰。以下是一些常用和有效的抗干扰技术。
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1、屏蔽技术
用金属材料制成容器，包裹需要保护的电路，可以有效防止电场或磁场的干扰，称为屏蔽。屏蔽可分为静电屏蔽、电磁屏蔽和低频磁屏蔽。
2.静电屏蔽
根据电磁学原理，静电场中的封闭空心导体内没有电场线，其内部点等电位。根据这一原理，用铜或铝等导电性好的金属制作封闭的金属容器，并与 地线连接，以保护电路值r其中，外部干扰电场不会影响其内部电路，反过来，内部电路产生的电场也不会影响外部电路。这种方法被称为静电屏蔽。例如，在传感 傲测量电路中，在电源变压器的一次和二次侧之间插入一个有间隙的导体，并接地，以防止两个绕组之间的静电耦合。该方法属于静电屏蔽。
3.电磁屏蔽
对于高频干扰磁场，采用涡流原理，使高频干扰电磁场在屏蔽金属中产生涡流，消耗干扰磁场的能量。涡流磁场抵消高频干扰磁场，保护电路免受高频 电磁场的影响。这种屏蔽方法被称为电磁屏蔽。如果电磁屏蔽层接地，则具有静电屏蔽的功能。传感器的输出电缆一般采用铜网屏蔽，具有静电屏蔽和电磁屏蔽 的功能。屏蔽材料必须选择导电性好的低电阻材料，如铜、铝或镀银铜。
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4.滤波技术
滤波器是抑制交流串模干扰的有效手段之一。传感器检测电路中常见的滤波电路Rc滤波器、交流电源滤波器和真流电源滤波器。
介绍了这些滤波电路的应用。
RC滤波器
当信号源为热电偶、应变片等信号变化缓慢的传感器时，使用体积小、成本低的无源Rc滤波器对串模干扰有很好的抑制作用。但应该提到的是，Rc以牺牲系统响应速度为代价，过滤器可以减少串模干扰。
交流电源滤波器
电源网吸收各种高低频噪声，常用于此Lc过滤器抑制混合电源的噪声。
直流电源滤波器
直流电源通常由几个电路共用。为了避免通过电源内阻相互干扰，应在每个电路的直流电源中添加Rc或Lc用于过滤低频噪声的退耦滤波器。
光电耦合技术
光电耦合器是一种电光电耦合器，由发光二极管和光电三极管包装组成，其输入和输出在电气上绝缘。因此，除了进行光电控制外，该设备还被越来越多地用于提高系统的抗共模干扰能力。当驱动电流通过光耦合器中的发光二极管时，光三极管饱和。其发射极输出高电平，以达到信号传输 的目的。所以即使输入电路受到干扰。只要它在门限内，它就不会影响输出。
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脉冲电路中的声音抑制
如果脉冲电路中有干扰噪声。输入脉冲微分后，可以积分，然后设置一定范围的门限电压，过滤掉小于门限电压的信号。模拟信号可以先使用A/D转换，然后用这种方法过滤噪音。
当我们使用这些抗干扰技术时，我们应该根据实际情况进行选择。不得盲目使用，否则不仅不能达到抗干扰的目的，不良影响。
5、接地技术
接地技术是抑制干扰的有效技术之一，是屏蔽技术的重要保证。正确的接地可以有效地抑制外部干扰，提高测试系统的可靠性，减少系统本身产生的干扰因素 。接地有两个目的：安全性和抑制干扰。因此，接地分为保护接地、屏蔽接地和信号接地。为了保护接地，传感器测量装置的外壳和底盘应接地。接地电阻小于10欧姆。屏蔽接地是干扰电压对地形成低电阻通路，防止干扰测量装置。接地电阻应小于0.02欧姆。
信号接地是电子设备输入输出零信号电位的公共线，可能与地面绝缘。信号接地线分为模拟信号接地线和数字信号接地线。模拟信号一般较弱，因此对接地线的要求较高：数字信号一般较强，因此对接地线的要求较低。
不同的传感器检测条件对接地方法也有不同的要求。必须选择合适的接地方法。常用的接地方法有一点接地和多点接地。以下是两种不同的接地处理措施。
6，一点接地
一般建议在低频电路中使用一点接地，包括放射性接地线和母线接地线。放射性接地是指电路中的各种功能电路直接与零电位基准点连接：母线接地是 使用具有一定截面积的高质量导体作为接地母线，直接连接到零电位点，电路中各功能块的地面可以附近连接到母线。此时，如果采用多点接地，将在电路中形成多个接地电路。当低频信号或脉冲磁场通过这些电路时，它会引起电磁感应噪声。由于每个接地电路的特性不同，在不同的电路闭合点会产生电位差和干扰。为了避免这种情况，最好采用一点接地的方法。
传感器和测量装置形成了一个完整的检测系统，但两者之间的问题可能相距甚远。由于工业现场的地面电流非常复杂，这两部分外壳的接地点之间的电位一般不同。如果传感器和测量装置的零电位分别接地，即两点接地，信号传输线会产生压降，导致串模干扰。因此，在这种情况下，也应采用一点接地方法。
7、多点接地
高频电路一般建议采用多点接地。高频时，即使是一小段接地线也会有较大的阻抗压降，再加上电容分布的作用，不可能实现一点接地，因此可以采用平面接地，即多点接地，使用良好的导电平面（如多层电路板）到零电位基准点，高频电路接近导电平面。由于导电平面体的高频阻抗很小，基本上保证了每个电位的一致性，并增加了旁路电容器来减少压降。因此，在这种情况下，采用多点接地。
8、低频磁屏蔽
干扰如为低频磁场，电涡现象不明显，只有上述方法抗干扰效果不是很好，因此必须使用高导磁材料作为屏蔽层，以将低频干扰磁感应线限制在非常小的磁阻 磁屏蔽层内。保护电路免受低频磁场耦合干扰的影响。这种屏蔽方法通常被称为低频磁屏蔽。传感器检测仪器的铁壳具有低频磁屏蔽的作用。如果进一步 接地，静电屏蔽和电磁屏蔽。
基于以上三种常用的屏蔽技术，因此在干扰比较严重的她方，可以采用复合屏蔽电缆，即外层是低频磁屏蔽层。内层是电磁屏蔽层．达到双重屏蔽的作用。例如电容式传感器在实际测量时其寄生电容是必须解决的关键问题，否则其传输效率、灵敏 度都要变低。必须对传感器进行静电屏蔽，而其电极引出线就采用双层屏蔽技术，一般称之为驱动电缆技术。用这种方法可以有效的克服传感器在使用过程中的寄生电容。