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关于传感器检测如何避免干扰的技术

时间:2022-11-23 点击次数:

众所周知,传感器检测是能避免干扰的。一旦受到干扰,传感器可能会损坏,测量系统会受到影响,不准确的数据会影响未来的使用,判断会有偏差,影响可以大也可以小,所以抗干扰非常重要。今天我们将讨论传感器的抗干扰技术。让我们看看我们可以使用这些技术来抵抗干扰。

屏蔽技术。

容器由金属材料制成。该方法称为屏蔽,包裹需要保护的电路可以有效地防止电场或磁场的干扰。屏蔽可分为静电屏蔽、电磁屏蔽和低频磁屏蔽。

静电屏蔽。

根据电磁原理,静电场中密闭空心导体内无电场线,内部各点等电位。密闭金属容器由铜或铝等导电性好的金属制成,并与地线连接,使外部干扰电场不影响内部电路,内部电路产生的电场不影响外部电路。这种方法被称为静电屏蔽。例如,在传感傲慢测量电路中,将间隙导体插入电源变压器的一次和二次侧,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。

电磁屏蔽。

对于高频干扰磁场,利用涡流原理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,则具有静电屏蔽功能。传感器输出电缆一般采用铜网屏蔽,具有静电屏蔽和电磁屏蔽功能。屏蔽材料必须是导电性好的低阻力材料,如铜、铝或镀银铜。

低频磁屏蔽。

如果干扰是低频磁场,涡流现象不是很明显,只有上述方法的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,将低频干扰磁感应线限制在磁阻较小的磁屏蔽层中。保护电路不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起着低频磁屏蔽的作用。如果进一步接地,它将发挥静电屏蔽和电磁屏蔽的作用。

复合屏蔽电缆,即基于上述三种常用的屏蔽技术,外层为低频磁屏蔽层。内层为电磁屏蔽层。实现双屏蔽。例如,电容传感器的寄生电容是实际测量中必须解决的关键问题,否则其传输效率和灵敏度就会降低。传感器必须静电屏蔽,电极引出线采用双屏蔽技术,一般称为驱动电缆技术。该方法可以有效地克服传感器在使用过程中的寄生电容。

接地技术。

接地技术是抑制干扰的有效技术之一,也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,减少系统本身的干扰因素。接地有两个目的:安全和抑制干扰。因此,接地可分为保护接地、屏蔽接地和信号接地。为了安全起见,传感器测量装置的外壳和底盘应接地。接地电阻应小于10ω。屏蔽接地是干扰电压对地面形成低阻通路,防止干扰测量装置。接地电阻应小于0.02ω。

信号接地是电子设备输入输出零信号电位的公共线路,可与地球绝缘。信号地线分为模拟信号地线和数字信号地线。模拟信号一般较弱,对地线要求较高:数字信号一般较强,对地线要求较低。

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。

一般建议在低频电路中使用一点接地线,包括放射性接地线和母线接地线。放射性接地是指电路中各功能电路直接连接到零电位基准点:母线接地以一定截面积的优质导体为接地母线,直接连接到零电位点,电路中各功能块的接地可接近母线。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信号或脉冲磁场时,会引起电磁感应噪声。由于各接地电路的不同特点,不同电路闭合点的电位差会受到干扰。为了避免这种情况,最好采用一点接地法。

传感器和测量装置构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。由于工业现场地面电流非常复杂,外壳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,流通低内阻信号传输线产生压降,造成串模干扰。因此,在这种情况下,也应采用一点接地法。

多点接地。

一般建议多点接地高频电路。高频时,即使是一小段接地线也会有很大的阻抗压降,再加上电容分布的作用,也不可能实现一点接地。因此,良好的导电平面体(如多层电路板中的一层)可以通过平面接地连接到零电位基准点,每个高频电路的接地接近导电平面体。由于导电平面体的高频阻抗很小,基本保证了每个电位的一致性,并增加了旁路电容降低压降。因此,在这种情况下,采用多点接地。

以上技术是对抗传感器检测干扰的有效途径,希望对大家有所帮助。


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