关于生活中常见的传感器抗干扰技术措施,你知道有哪些吗?
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人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如传感器。传感器抗干扰技术措施有以下几种:
一、屏蔽技术
包括静电屏蔽、电磁屏蔽、低频磁屏蔽、热屏蔽等。
1、静电屏蔽:静电屏蔽是用铜或铝等导电性好的金属为材料制成一个密闭的金属容器,并与地线相连,将需要屏蔽的电路放入其中,这样外部干扰电场的电场不影响内部电路,反之,内部电路产生的电源线也不能逃逸影响外部电路。静电屏蔽不仅可以防止静电干扰,还可以防止交变电场的干扰。因此,许多仪器的外壳都由导电材料制成并接地。
2、低频磁屏蔽:低频磁屏蔽是隔离低频磁场与固定磁场耦合干扰的有效措施。任何通过电流的导线或线圈周围都存在磁场,客观上存在磁场,可能对检测仪器的信号线或仪器产生磁耦合干扰。为了防止磁场耦合干扰,必须采用高导磁率材料作为屏蔽层,让低频干扰磁力线通过磁阻小的磁屏蔽层,使低磁阻内部的电路中频磁屏蔽层免受低频磁场耦合干扰。
3、电磁屏蔽:电磁屏蔽也采用导电性好的金属材料制成屏蔽、屏蔽盒等不同形状,将被保护电路包围起来。它屏蔽的干扰对象不是电场,而是高频(40KHz以上)磁场。当干扰源产生的高频磁场遇到导电性好的电磁屏蔽层时,会在其外表面感应出同频率的涡流,从而消耗高频干扰的能量。其次,涡流也会产生新的磁场。根据楞次定律,其方向与干扰源的方向正好相反,抵消了部分干扰磁场的能量,使电磁屏蔽层内部的电路免受高频干扰磁场的影响。
二、接地技术
接地包括安全接地、信号接地、信号源接地、负载接地等。接地是保证人员和设备安全和抗干扰的一种方法。合理选择接地方式是抑制电容耦合、电感耦合和电阻耦合,减少或减弱干扰的重要措施。
检测系统通常由传感器(一次仪器)和二次仪器组成。在实际的工业现场中,由于两者相距较远,信号传输线较长,测量数据会出现跳跃,导致误差变大。解决这类问题,必须遵循一点接地的原则。所谓单点接地,是指电路中如果采用多个接地点,接地点的不同电位可能在电路中形成干扰信号。因此,电路中应尽量做到一点接地。加宽接地线,使接地点电位相近,以免形成信号干扰源。
三、隔离措施
隔离包括变压器隔离、光耦隔离等。隔离是一种破坏干扰通路,切断耦合通道,从而抑制干扰的技术措施。变压器隔离主要用于传输交流信号的传输通道。光耦隔离广泛应用于数字接口电路。目前,越来越多的光电耦合器用于自动检测系统中,以提高系统抗共模干扰的能力。
光电耦合器是一种电光电耦合器件,它的输入量为电流,输出量也为电流,但输入与输出之间是电绝缘的。确保输入电路和输出电路的电气隔离。光电耦合器的主要特点是:输入输出电路绝缘电阻高(大于1010Ω),耐压超过1KV;由于光的传输是单向的,输出信号不会反馈影响输入端;输入输出电路在电气上,完全隔离,可以解决不同电位、不同逻辑电路之间的隔离和传输矛盾。
四、滤波技术
滤波技术就是用相应形式的滤波器滤除各种干扰信号,使信号传输过程中的干扰信号不进入检测系统。是抑制干扰最有效的措施之一。滤波技术对于抑制通过导线耦合到电路中的干扰特别有用,是一种广泛使用的措施。将相应频段的滤波器连接到信号传输通道,尽可能地过滤或衰减干扰信号,以达到提高信噪比和抑制干扰的目的。
本文只能带领大家对传感器抗干扰技术有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。