《传感器与检测技术》第十二章检测装置的信号处理技术解答.ppt

3．共模干扰抑制比 二、常用的干扰抑制技术 利用铜或铝等低阻材料制成的容器，将需要防护的部分包起来或者是用导磁性良好的铁磁性材料制成的容器将要防护的部分包起来，此种方法主要是防止静电或电磁干扰，称之为屏蔽。 （1）静电屏蔽 在静电场作用下，导体内部无电力线，即各点等电位。静电屏蔽就是利用了与大地相连接的导电性良好的金属容器，使其内部的电力线不外传，同时也不使外部的电力线影响其内部。 1．屏蔽技术 （2）电磁屏蔽 电磁屏蔽是采用导电良好的金属材料做成屏蔽层，利用高频干扰电磁场在屏蔽体，内产生涡流，再利用涡流消耗高频干扰磁场的能量，从而削弱高频电磁场的影响。 （3）低频磁屏蔽 在低频磁场干扰下，采用高导磁材料作屏蔽层以便将干扰磁力线限制在磁阻很小的磁屏蔽体内部，防止其干扰作用。 通常采用坡莫合金之类的对低频磁通有高导磁系数的材料。同时要有一定的厚度，以减少磁阻。 1．屏蔽技术 （4）驱动屏蔽 驱动屏蔽就是使被屏蔽导体的电位与屏蔽导体的电位相等 若1：1电压跟随器是理想的，即在工作中导体B与屏蔽层D之间的绝缘电阻为无穷大，并且等电位。 那在导体B与屏蔽层D之间的空间无电力线，各点等电位。 1．屏蔽技术 2．接地技术 （1）接地线的种类 在自动检测装置中，接地线按照功能分，共有以下四种。 这四种地线一般应分别设置，以消除各地线之间的相互干扰。 1）信号地线： 信号地线只是检测装置的输入与输出的零信号电位公共线，除特别情况之外，一般与真正大地是隔绝的。 信号地线分为模拟信号地线及数字信号地线，因前者信号较弱，故对地线要求较高，而后者则要求可低些。 2．接地技术 2）保护接地线： 保护接地线是出于安全防护的目的，将检测装置的外壳和电缆屏蔽层接地用的地线。 3）信号源地线： 信号源地线是传感器本身的信号电位基准公共线。 4）交流电源地线。 （2）检测装置的接地线系统 通常在检测装置中至少要有三种分开的地线。 若设备使用交流电源时，则交流电源地线应和保护地线相连。 3．浮置技术 浮置又称浮空、浮接，它指的检测装置的输入信号和放大器公共线（模拟信号地）不接机壳或大地。 这种被浮置的检测装置的测量电路与机壳或大地之间无直流联系，阻断了干扰电路的通路，明显地加大宁测量电路放大器公共线与地（或机壳）之间的阻抗，因此浮置与接地相比能大大减小共模干扰电流。 4．平衡电路技术 平衡电路又称对称路。 它是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其他导线电路结构对称，对应阻抗相等。 5．滤波技术 滤波器是一种只允许某频带信号通过或只阻止某一频带信号通过的电路， 是抑制噪声干扰的最有效手段之一。 （1）交流电源进线的对称滤波器 5．滤波技术 （2）直流电源输出的滤波器 5．滤波技术 （3）退耦滤波器 5．滤波技术 6．光耦合器 7．脉冲电路中的噪声抑制 （1）积分电路 （2）脉冲干扰隔离门 可以用硅二极管的正向压降对幅度较小的干扰脉冲加以阻挡，而让幅度较大的脉冲信号顺利通过。电路中的二极管最好选用开关管。 7．脉冲电路中的噪声抑制 （3）相关量的利用 7．脉冲电路中的噪声抑制 作业与思考题 1．传感器输出的微弱电压信号进行放大时，为什么要采用测量放大器？ 2．在模拟自动检测系统中为什么要用隔离放大器？变压器式的隔离放大器的结构特点是什么？ 3．采用4—20mA电流信号来传送传感器输出信号有什么优点？ 4．在模拟量自动检测系统中常用的线性化处理方法有哪些？ 5．说明检测系统中非线性校正环节（线性化器）的作用。 6．如何得到非线性校正环节的曲线？ 7．检测装置中常见的干扰有几种?采取何种措施予以防止? 8．屏蔽有几种型式?各起什么作用? 9．接地有几种型式?各起什么作用? 10．脉冲电路中的噪声抑制有哪几种方法?请扼要表达它的抑制原理? 第十二章 检测装置的信号处理技术 12.1 信号处理技术 12.2 噪声及其耦合方式 12.3 干扰抑制技术 第一节 信号处理技术 一、信号的放大技术 1．基本测量放大器 N1、N2构成同相并联差动放大器，差动输入信号和共模输入信号从N1、N2的同相输入，所以它的差动输入电阻和共模输入电阻都很大。 这个电路的电压放大倍数为： 具有输入阻抗高、增益调节方便、漂移相互补偿以及输出不包含共模信号等一系列优点。 2．实用测量放大器 采用单片测量放大器芯片显然具有性能优异、体积小、电路结构简单、成本低等优点。如AD公司推出的单片精密测量放大器AD521和AD522就是最常用的两种单片测量放大器。 （1）AD521 测量放大器计算公式为： 放大倍数在0.1到1000范围内调整，选用RS=100KΩ时，可以得到较稳定的放大倍数。 AD521的管脚功能与