技術解析:傳感器檢測中的抗幹擾技術
發布時間:2015-11-04 責任編輯:echolady
【導讀】隨著自動化技術不斷提高,各種傳感器基(ji)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)監(jian)視(shi)生(sheng)產(chan)。但(dan)是(shi)在(zai)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)中(zhong)存(cun)在(zai)著(zhe)大(da)量(liang)的(de)電(dian)和(he)磁(ci)的(de)幹(gan)擾(rao)源(yuan),所(suo)以(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)中(zhong)抗(kang)幹(gan)擾(rao)技(ji)術(shu)是(shi)重(zhong)要(yao)環(huan)節(jie)。本(ben)文(wen)主(zhu)要(yao)解(jie)析(xi)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)中(zhong)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)技(ji)術(shu)。
在電子測量裝置的電路中出現的、無用的信號稱為噪聲,當噪聲影響電路正常工作時,該噪聲就稱為幹擾。信號傳輸過程中幹擾的形成必須具備三項因素,即幹擾源、幹(gan)擾(rao)途(tu)徑(jing)以(yi)及(ji)對(dui)噪(zao)聲(sheng)敏(min)感(gan)性(xing)較(jiao)高(gao)的(de)接(jie)收(shou)電(dian)路(lu)。因(yin)此(ci)消(xiao)除(chu)或(huo)減(jian)弱(ruo)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)的(de)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)針(zhen)對(dui)這(zhe)三(san)項(xiang)中(zhong)的(de)其(qi)中(zhong)任(ren)意(yi)一(yi)項(xiang)采(cai)取(qu)措(cuo)施(shi)。在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)電(dian)路(lu)中(zhong)比(bi)較(jiao)常(chang)用(yong)的(de)方(fang)法(fa),是(shi)對(dui)幹(gan)擾(rao)途(tu)徑(jing)及(ji)接(jie)收(shou)電(dian)路(lu)采(cai)取(qu)相(xiang)應(ying)的(de)措(cuo)施(shi)以(yi)消(xiao)除(chu)或(huo)減(jian)弱(ruo)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)。下(xia)麵(mian)介(jie)紹(shao)幾(ji)種(zhong)常(chang)用(yong)的(de)、行之有效的抗幹擾技術。
電磁屏蔽
duiyugaopinganraocichang,liyongdianwoliuyuanli,shigaopinganraodiancichangzaipingbijinshuneichanshengdianwoliu,xiaohaoganraocichangdenengliang,woliucichangdixiaogaopinganraocichang,congershibeibaohudianlumianshougaopindiancichangdeyingxiang。zhezhongpingbifajiuchengweidiancipingbi。ruodiancipingbicengjiedi,tongshijianyoujingdianpingbidezuoyong。chuanganqideshuchudianlanyibancaiyongtongzhiwangzhuangpingbi,jiyoujingdianpingbiyouyoudiancipingbidezuoyong。pingbicailiaobixuxuanzedaodianxingnenglianghaodedidianzucailiao,rutong、鋁或鍍銀銅等。
低頻磁屏蔽
ganraoruweidipincichang,zheshidedianwoliuxianxiangbutaimingxian,zhiyongshangshufangfakangganraoxiaoguobingbutaihao,yincibixucaiyongcaiyonggaodaocicailiaozuopingbiceng,yibianbadipinganraociganxianxianzhizaicizuhenxiaodecipingbicengneibu。shibeibaohudianlumianshoudipincichangouheganraodeyingxiang。zhezhongpingbifangfayibanchengweidipincipingbi。chuanganqijianceyiqidetiepiwaikejiuqidipincipingbidezuoyong。ruojinyibujiangqijiedi,youtongshiqijingdianpingbihediancipingbidezuoyong。
屏蔽技術
利用金屬材料製成容器.將需要保護的電路包在其中,可以有效防止電場或磁場的幹擾,此種方法稱為屏蔽。屏蔽又可分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻磁屏蔽等。
靜電屏蔽
genjudiancixueyuanli,zhiyujingdianchangzhongdemibikongxindaotineibuwudianchangxian,qineibugediandengdianwei。yongzhegeyuanli,yitonghuolvdengdaodianxinglianghaodejinshuweicailiao,zhizuomibidejinshurongqi,bingyudixianlianjie,baxuyaobaohudedianluzhir其(qi)中(zhong),使(shi)外(wai)部(bu)幹(gan)擾(rao)電(dian)場(chang)不(bu)影(ying)響(xiang)其(qi)內(nei)部(bu)電(dian)路(lu),反(fan)過(guo)來(lai),內(nei)部(bu)電(dian)路(lu)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)場(chang)也(ye)不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)外(wai)電(dian)路(lu)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)就(jiu)稱(cheng)為(wei)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)。例(li)如(ru)傳(chuan)感(gan)囂(xiao)測(ce)量(liang)電(dian)路(lu)中(zhong),在(zai)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)一(yi)次(ci)側(ce)和(he)二(er)次(ci)側(ce)之(zhi)間(jian)插(cha)入(ru)一(yi)個(ge)留(liu)有(you)縫(feng)隙(xi)的(de)導(dao)體(ti),並(bing)把(ba)它(ta)接(jie)地(di),可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)兩(liang)繞(rao)組(zu)之(zhi)問(wen)的(de)靜(jing)電(dian)耦(ou)合(he),這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)就(jiu)屬(shu)於(yu)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)。
基於以上三種常用的屏蔽技術,因此在幹擾比較嚴重的她方,可以采用複合屏蔽電纜,即外層是低頻磁屏蔽層。內層是電磁屏蔽層.達到雙重屏蔽的作用。例如電容式傳感器在實際測量時其寄生電容是必須解決的關鍵問題,否則其傳輸效率、lingmindudouyaobiandi。bixuduichuanganqijinxingjingdianpingbi,erqidianjiyinchuxianjiucaiyongshuangcengpingbijishu,yibanchengzhiweiqudongdianlanjishu。yongzhezhongfangfakeyiyouxiaodekefuchuanganqizaishiyongguochengzhongdejishengdianrong。
濾波技術
濾波器是抑製交流串模幹擾的有效手段之一。傳感器檢測電路中常見的濾波電路有Rc濾波器、交流電源濾波器和真流電源濾波器。下麵介紹這幾種濾波電路的應用。
RC濾波器
當信號源為熱電偶、應變片等信號變化緩慢的傳感器時,利用小體積、低成本的無源Rc濾波器將會對串模幹擾有較好的抑製效果。但應該一提的是,Rc濾波器是以犧牲係統響應速度為代價來減少串模幹擾的。
交流電源濾波器
電源網絡吸收了各種高、低頻噪聲,對此常用Lc濾波器來抑製混入電源的噪聲。
直流電源濾波器
直流電源往往為幾個電路所共用,為了避免通過電源內阻造成幾個電路問相互幹擾,應該在每個電路的直流電源上加上Rc或Lc退耦濾波器,用來濾除低頻噪聲。
接地技術
接(jie)地(di)技(ji)術(shu)是(shi)抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)的(de)有(you)效(xiao)技(ji)術(shu)之(zhi)一(yi),是(shi)屏(ping)蔽(bi)技(ji)術(shu)的(de)重(zhong)要(yao)保(bao)證(zheng)。正(zheng)確(que)的(de)接(jie)地(di)能(neng)夠(gou)有(you)效(xiao)地(di)抑(yi)製(zhi)外(wai)來(lai)幹(gan)擾(rao),同(tong)時(shi)可(ke)提(ti)高(gao)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),減(jian)少(shao)係(xi)統(tong)自(zi)身(shen)產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)因(yin)素(su)。接(jie)地(di)的(de)目(mu)的(de)有(you)兩(liang)個(ge):安全性和抑製幹擾。因此接地分為保護接地、屏蔽接地和信號接地。保護接地以安全為目的,傳感器測量裝置的機殼、底盤等都要接地。要求接地電阻在10?以下。屏蔽接地是幹擾電壓對地形成低阻通路,以防幹擾測量裝置。接地電阻應小於0.02?。
信(xin)號(hao)接(jie)地(di)是(shi)電(dian)子(zi)裝(zhuang)置(zhi)輸(shu)入(ru)與(yu)輸(shu)出(chu)的(de)零(ling)信(xin)號(hao)電(dian)位(wei)的(de)公(gong)共(gong)線(xian),它(ta)本(ben)身(shen)可(ke)能(neng)與(yu)大(da)地(di)是(shi)絕(jue)緣(yuan)的(de)。信(xin)號(hao)地(di)線(xian)又(you)分(fen)為(wei)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)地(di)線(xian)和(he)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)地(di)線(xian),模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)一(yi)般(ban)較(jiao)弱(ruo),故(gu)對(dui)地(di)線(xian)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao):數字信號一般較強,故對地線要求可低一些。
butongdechuanganqijiancetiaojianduijiedidefangshiyeyoubutongdeyaoqiu,bixuxuanzeheshidejiedifangfa,changyongjiedifangfayouyidianjiediheduodianandi。xiamiangeichuzheliangzhongbutongdejiedichulicuoshi。
一點接地
zaidipindianluzhongyibanjianyicaiyongyidianjiedi,tayoufangsheshijiedixianhemuxianshijiedixianlu。fangsheshijiedijiushidianluzhonggegongnengdianluzhijieyongdaoxianyulingdianweijizhundianlianjie:母mu線xian式shi接jie地di就jiu是shi采cai用yong具ju有you一yi定ding截jie麵mian積ji的de優you質zhi導dao體ti作zuo為wei接jie地di母mu線xian,直zhi接jie接jie到dao零ling電dian位wei點dian,電dian路lu中zhong的de各ge功gong能neng塊kuai的de地di可ke就jiu近jin接jie在zai該gai母mu線xian上shang。這zhe時shi若ruo采cai用yong多duo點dian接jie地di,在zai電dian路lu中zhong會hui形xing成cheng多duo個ge接jie地di回hui路lu,當dang低di頻pin信xin號hao或huo脈mai衝chong磁ci場chang經jing過guo這zhe些xie回hui路lu時shi,就jiu會hui引yin起qi電dian磁ci感gan應ying噪zao聲sheng,由you於yu每mei個ge接jie地di回hui路lu的de特te性xing不bu同tong,在zai不bu同tong的de回hui路lu閉bi合he點dian就jiu產chan生sheng電dian位wei差cha,形xing成cheng幹gan擾rao。為wei避bi免mian這zhe種zhong情qing況kuang,最zui好hao采cai用yong一yi點dian接jie地di的de方fang法fa。
chuanganqiyuceliangzhuangzhigouchengyigewanzhengdejiancexitong,danliangzhezhiwenkenengxiangjujiaoyuan。youyugongyexianchangdadidianliushifenfuza,suoyizheliangbufenwaikedejiedadidianzhijiandedianweiyibanshibuxiangtongde,ruojiangchuanganqiyuceliangzhuangzhidelingdianweizailiangchufenbiejiedi,jiliangdianjiedi,zehuiyoujiaodadedianliuliuguoneizuhendidexinhaochuanshuxianchanshengyajiang,zaochengchuanmoganrao。yincizhezhongqingkuangxiayeyinggaicaiyongyidianjiedifangfa。
多點接地
高gao頻pin電dian路lu一yi般ban建jian議yi采cai用yong多duo點dian接jie地di。高gao頻pin時shi,即ji使shi一yi小xiao段duan地di線xian也ye將jiang有you較jiao大da的de阻zu抗kang壓ya降jiang,加jia上shang分fen布bu電dian容rong的de作zuo用yong,不bu可ke能neng實shi現xian一yi點dian接jie地di,因yin此ci可ke采cai用yong平ping麵mian式shi接jie地di方fang式shi,即ji多duo點dian接jie地di方fang式shi,利li用yong一yi個ge良liang好hao的de導dao電dian平ping麵mian體ti(如采用多層線路板中的一層)接(jie)至(zhi)零(ling)電(dian)位(wei)基(ji)準(zhun)點(dian)上(shang),各(ge)高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu)的(de)地(di)就(jiu)近(jin)接(jie)至(zhi)該(gai)導(dao)電(dian)平(ping)麵(mian)體(ti)上(shang)。由(you)於(yu)導(dao)電(dian)平(ping)麵(mian)體(ti)的(de)高(gao)頻(pin)阻(zu)抗(kang)很(hen)小(xiao),基(ji)本(ben)保(bao)證(zheng)了(le)每(mei)一(yi)處(chu)電(dian)位(wei)的(de)一(yi)致(zhi),同(tong)時(shi)加(jia)設(she)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)等(deng)減(jian)少(shao)壓(ya)降(jiang)。因(yin)此(ci),這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)耍(shua)采(cai)用(yong)多(duo)點(dian)接(jie)地(di)方(fang)式(shi)。
光電耦合技術
光電耦合器是一種電——光——電(dian)的(de)耦(ou)合(he)器(qi)件(jian),它(ta)由(you)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)和(he)光(guang)電(dian)三(san)極(ji)管(guan)封(feng)裝(zhuang)組(zu)成(cheng),其(qi)輸(shu)入(ru)與(yu)輸(shu)出(chu)在(zai)電(dian)氣(qi)上(shang)是(shi)絕(jue)緣(yuan)的(de),因(yin)此(ci)這(zhe)種(zhong)器(qi)件(jian)除(chu)了(le)用(yong)於(yu)做(zuo)光(guang)電(dian)控(kong)製(zhi)以(yi)外(wai),現(xian)在(zai)被(bei)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)用(yong)於(yu)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)抗(kang)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。當(dang)有(you)驅(qu)動(dong)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)光(guang)藕(ou)合(he)器(qi)中(zhong)的(de)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan),光(guang)電(dian)三(san)極(ji)管(guan)受(shou)光(guang)飽(bao)和(he)。其(qi)發(fa)射(she)極(ji)輸(shu)出(chu)高(gao)電(dian)平(ping),從(cong)而(er)達(da)到(dao)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)的(de)目(mu)的(de)。這(zhe)樣(yang)即(ji)使(shi)輸(shu)入(ru)回(hui)路(lu)有(you)幹(gan)擾(rao)。隻(zhi)要(yao)它(ta)在(zai)門(men)限(xian)之(zhi)內(nei),就(jiu)不(bu)會(hui)對(dui)輸(shu)出(chu)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。
脈衝電路中的嗓聲抑製
ruozaimaichongdianluzhongcunzaiganraozaosheng。keyijiangshurumaichongweifenhouzaijifen,ranhoushezhiyidingfududemenxiandianya,shidexiaoyugaimenxiandianyadexinhaobeilvchu。duiyumonixinhaokeyixianyongA/D轉換.再用這種方法濾除噪聲。
我們在使用這些抗幹擾技術時要根據實際情況迸行選擇。切不可盲目使用,否則不但達不到抗幹擾的目的,可能還會有其他不良影響。
相關閱讀:
選型達人必備:電流傳感器/互感器的原理
【技術精華】傳感器電路內部的七大噪聲及設計四大要點
技術分析:傳感器的五大特性及四大設計要點
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 邊緣AI的發展為更智能、更可持續的技術鋪平道路
- 每台智能體PC,都是AI時代的新入口
- IAR作為Qt Group獨立BU攜兩項重磅汽車電子應用開發方案首秀北京車展
- 構建具有網絡彈性的嵌入式係統:來自行業領袖的洞見
- 數字化的線性穩壓器
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
SATA連接器
SD連接器
SII
SIM卡連接器
SMT設備
SMU
SOC
SPANSION
SRAM
SSD
ST
ST-ERICSSON
Sunlord
SynQor
s端子線
Taiyo Yuden
TDK-EPC
TD-SCDMA功放
TD-SCDMA基帶
TE
Tektronix
Thunderbolt
TI
TOREX
TTI
TVS
UPS電源
USB3.0
USB 3.0主控芯片
USB傳輸速度



