机电检测技术 教学课件 ppt 作者 郭燕 韩京海 主编 朱丽琴 副主编第八章.pptVIP

第八章 检测系统的抗干扰技术 第一节 干扰的分类和来源 第二节 干扰的耦合方式 1．静电耦合（电容耦合） 静电耦合又称电容耦合。噪声源与被干扰电路之间存在着电容通路。如图8-1所示为两根平行导线之间存在静电耦合的例子。导线1是干扰源，导线2是检测系统的传输线，C1、C2分别为导线1、2的对地寄生电容，C12是导线1和导线2之间的寄生电容，R为导线2的对地电阻，根据电路理论，此时导线2所产生的对地干扰电压R的电压 为： 一般情况下有,故上式可简化为： (8-2) 由上式可以看出，在被干扰的电路端所产生的干扰电压与干扰源和被干扰对象之间的分布电容C12成正比，也与干扰源的工作频率、被干扰对象的输入阻抗成正比。 因此，可知高电压小电流的高频干扰源主要通过静电耦合形成干扰。通过合理布线减少寄生电容，降低接收电路的输入阻抗，可减少静电耦合干扰。 2．电磁耦合（互感性耦合） 当两个电路之间有互感存在时，一个电路中的电流产生变化就会通过磁场耦合到另一个电路。如图8-2所示为两个电路耦合示意图和等效电路图。 图中导线1为干扰源，导线2为检测系统的一段电路，两导体之间的互感系数为M。当导线1中有电流I1变化时，根据电路理论，通过电磁耦合在导线2产生的干扰电压为： 由上式分析可知：磁场感应干扰与干扰源和被干扰对象之间的互感系数M成正比，也与干扰源的工作电流和频率成正比。所以对于电磁耦合干扰，应尽量采取远离干扰源或设法降低M等措施。 需注意的是任何两个电路的任何两条导线之间，必定存在互感，只是互感系数的大小不同而已。 3．共阻抗耦合 共阻抗耦合干扰的产生是由于两个以上的电路有共阻抗。当一个电路中的电流流经共阻抗产生电压降时，就成为其他电路的干扰电压。共阻抗耦合有3种。 1）电源内阻共阻抗耦合。 2）公共地线共阻抗耦合。 3）信号输出电路共阻抗耦合。 4．漏电流耦合 由于测量电路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板或外壳绝缘不良而存在漏电流引起的干扰，称漏电流耦合干扰。 漏电流经常发生在用仪表测量较高的直流电压，在测量仪表附近有较高的直流电源，在高输入阻抗的直流放大器中。 为了削弱漏电流干扰，必须改善绝缘性能，采取相应的防护措施。 第三节 干扰的抑制方法 二、抑制干扰的措施 为防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中，硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施，下面介绍几种常用的硬件抗干扰抑制技术，主要有屏蔽、浮置、接地、滤波、隔离技术等。 1．屏蔽技术：利用金属材料制成容器，将需要防护的电路包围起来，从而可以防止电场或磁场耦合干扰的方法称为屏蔽。 屏蔽可以分为静电屏蔽、低频磁屏蔽、电磁屏蔽和驱动屏蔽等几种。 2．浮置技术 如果测量装置电路的公共线既不接机壳也不接大地，即与大地之间没有任何导电性的直接联系（仅有寄生电容存在），这种接线法称为浮置又称浮空或浮接。浮置的目的是阻断干扰电流的通路。 检测系统或电子设备的测量电路被浮置后，由于共模干扰电流可大大地减小，因此其共模抑制能力得到极大提高。这里应该指出的是，只有在对电路要求高、且采用多层屏蔽的条件下，才能采用浮置技术。 测量电路的浮置应该包括电路的供电电源，即对这种浮置测量电路的供电系统应当是独立的浮置供电系统，否则浮置将是无效的。 3．接地技术 （1）检测装置中的地线 （2）一点接地原则 单级电路一点接地原则 多级电路一点接地原则 测量系统一点接地 4.其他抑制干扰的措施 在测量系统中还经常采用滤波、隔离等技术抑制干扰。 滤波是抑制干扰传导的一种重要方法。由于干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽得多，因此，当接受器接收有用信号时，也会接收到那些无用的干扰。这时，可以采用滤波方法，只让所需要的频率部分通过，而将干扰频率部分加以抑制。软件抗干扰技术包括数字滤波、软件冗余技术、软件陷阱技术、“看门狗”技术等 隔离是指把干扰源与接收系统隔离开来，使有用信号正常传输，而干扰耦合通道被切断，达到抑制干扰的目的。常见的隔离方法有光电隔离、继电器隔离和变压器隔离等方法。 本章小结 课程：《机电检测技术》 第一节 干扰的分类和来源 第二节 干扰的耦合方式 第三节 干扰的抑制方法和措施 本章小结 一、干扰的概念 测量中来自系统内部和外部、影响测量装置或传输环节正常工作的各种因素的总和，称为干扰（噪声）。 二、干扰的分类 根据干扰产生的原因，通