仪器仪表运用中的反扰乱举措

2013-09-10 16:39:39来源: 互联网

1干扰产生的方式

  干扰来自干扰源,在仪表内外都可能存在。在仪表外部,一些大功率的用电设备以及电力设备有可能成为干扰源,而在仪表内部的电源变压器、继电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源,干扰的引入方式主要如下。

  1.1串模干扰E

  n它是叠加在被测信号之上的干扰,主要由下列方式产生。

  111电磁感应

  电磁感应,也就是磁耦合。工程中使用的大功率变压器、交流电机、高压电网等的周围空间都存在有很强的交变磁场,信号源与二次仪表之间的连接导线、二次仪表内部的配线通过交变磁场的磁耦合在电路中形成干扰,二次仪表的闭合回路处在这种变化的磁场中将会产生感应电势,感应电势可用式表示。这种感应电势与有用信号串联,当信号源与二次仪表相距较远时,此干扰情况较为突出。为降低感应电势,B,A或cos等项必须尽量减小,所以将导线远离这些强用电设备及动力网,调整走线方向以及减小导线回路面积都是必要的。仅由于把2根信号线以短的节距绞和,磁感应电势就能降为原有的110.

  112静电感应

  静电感应,就是电的耦合。在相对的两物体中,如其一的电位发生变化,则由于物体间的电容使另一物体的电位也发生变化。干扰源是通过电容性的耦合在回路中形成干扰,它是两电场相互作用的结果。

  中,导线1的电位会在导线2上感应出对地的电压E.当把2根信号线与动力线平行敷设时,由于动力线到两信号线的距离不相等,分布电容也不相等。将在两根信号线上产生电位差,有时能达几十毫伏甚至更大。当把信号线扭绞时能使电场在两信号线上产生的电位差大为减少。而在采用静电屏蔽后,能使感应电势减少到11.

  113附加热电势和化学电势

  不同的金属接触、摩擦产生的热电势以及金属受腐蚀等原因产生的化学电势,处于电回路时也会成为干扰,这种干扰大多以直流的形式出现。在接线端子板或是干簧继电器等处容易产生热电势。

  114振动

  导线在磁场中运动时,会产生感应电动势。因此在振动的环境中把信号导线固定是很有必要的。

  1.2共模干扰E

  cEc是叠加在二次仪表任一输入端与地之间的干扰,主要由下列方式产生。

  121地电位不同

  在大地中,各个不同点之间往往存在电位差,尤其在大功率用电设备附近,当这些设备的绝缘性能较差时,这一电位差更大。而在仪表的使用中往往又会有意或无意地使输入回路存在多个接地点,这样就把不同接地点的电位差引入仪表,这种地电位差有时能达110V以上,而且同时出现在2根信号线上,如所示。

  2信号源与二次仪表间的共模干扰通过静电耦合的方式,能在两输入端感应出对地的共同电压Ec,以共模干扰的形式出现。

  122信号源是不平衡电桥

  3a)是信号源为不平衡电桥时与二次仪表之间连接示意图。当桥路电源接地时除桥路对角线的不平衡电压信号即信号源电压Ea外,两信号导线对地都有一公共电压Ec,当二次仪表输入端对地有漏阻抗Z3及Z4时,Ec通过对地的泄漏通道产生漏电流Ic1及Ic2,如3b)所示。

  由于共模干扰不和信号相叠加,它不直接对仪表产生影响。但它通过测量系统形成到地的泄漏电流,这泄漏电流通过电阻的耦合就能直接作用于仪表,产生干扰。因而在两输入端将会产生一干扰电压。

  在了解各种不同的干扰源之后,就可以针对不同的情况采取相应的措施加以消除或避免。因为所有的干扰源都是通过一定的耦合通道而对仪表产生影响,因此可以通过切断干扰的耦合通道来抑制干扰。

  1干扰产生的方式

  干扰来自干扰源,在仪表内外都可能存在。在仪表外部,一些大功率的用电设备以及电力设备有可能成为干扰源,而在仪表内部的电源变压器、继电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源,干扰的引入方式主要如下。

  1.1串模干扰E

  n它是叠加在被测信号之上的干扰,主要由下列方式产生。

  111电磁感应

  电磁感应,也就是磁耦合。工程中使用的大功率变压器、交流电机、高压电网等的周围空间都存在有很强的交变磁场,信号源与二次仪表之间的连接导线、二次仪表内部的配线通过交变磁场的磁耦合在电路中形成干扰,二次仪表的闭合回路处在这种变化的磁场中将会产生感应电势,感应电势可用式表示。这种感应电势与有用信号串联,当信号源与二次仪表相距较远时,此干扰情况较为突出。为降低感应电势,B,A或cos等项必须尽量减小,所以将导线远离这些强用电设备及动力网,调整走线方向以及减小导线回路面积都是必要的。仅由于把2根信号线以短的节距绞和,磁感应电势就能降为原有的110.

  112静电感应

  静电感应,就是电的耦合。在相对的两物体中,如其一的电位发生变化,则由于物体间的电容使另一物体的电位也发生变化。干扰源是通过电容性的耦合在回路中形成干扰,它是两电场相互作用的结果。

  中,导线1的电位会在导线2上感应出对地的电压E.当把2根信号线与动力线平行敷设时,由于动力线到两信号线的距离不相等,分布电容也不相等。将在两根信号线上产生电位差,有时能达几十毫伏甚至更大。当把信号线扭绞时能使电场在两信号线上产生的电位差大为减少。而在采用静电屏蔽后,能使感应电势减少到11.

  113附加热电势和化学电势

  不同的金属接触、摩擦产生的热电势以及金属受腐蚀等原因产生的化学电势,处于电回路时也会成为干扰,这种干扰大多以直流的形式出现。在接线端子板或是干簧继电器等处容易产生热电势。

  114振动

  导线在磁场中运动时,会产生感应电动势。因此在振动的环境中把信号导线固定是很有必要的。

  1.2共模干扰E

  cEc是叠加在二次仪表任一输入端与地之间的干扰,主要由下列方式产生。

  121地电位不同

  在大地中,各个不同点之间往往存在电位差,尤其在大功率用电设备附近,当这些设备的绝缘性能较差时,这一电位差更大。而在仪表的使用中往往又会有意或无意地使输入回路存在多个接地点,这样就把不同接地点的电位差引入仪表,这种地电位差有时能达110V以上,而且同时出现在2根信号线上,如所示。

  2信号源与二次仪表间的共模干扰通过静电耦合的方式,能在两输入端感应出对地的共同电压Ec,以共模干扰的形式出现。

  122信号源是不平衡电桥

  3a)是信号源为不平衡电桥时与二次仪表之间连接示意图。当桥路电源接地时除桥路对角线的不平衡电压信号即信号源电压Ea外,两信号导线对地都有一公共电压Ec,当二次仪表输入端对地有漏阻抗Z3及Z4时,Ec通过对地的泄漏通道产生漏电流Ic1及Ic2,如3b)所示。

  由于共模干扰不和信号相叠加,它不直接对仪表产生影响。但它通过测量系统形成到地的泄漏电流,这泄漏电流通过电阻的耦合就能直接作用于仪表,产生干扰。因而在两输入端将会产生一干扰电压。

  在了解各种不同的干扰源之后,就可以针对不同的情况采取相应的措施加以消除或避免。因为所有的干扰源都是通过一定的耦合通道而对仪表产生影响,因此可以通过切断干
扰的耦合通道来抑制干扰。

2干扰的抑制

  常用的抗干扰措施比较多,要想抑制干扰,必须对干扰做全面的分析了解,要在消除或抑制干扰源、破坏干扰途径和削弱接收电路对噪声干扰的敏感性这三个方面采取措施。

  解决插接件接触不良、虚焊等情况,是消除干扰源的积极主动措施;另外对于直流信号,可以在仪表的输入端加入滤波电路,以使混杂于信号的干扰衰减到最小;在实际过程中,还应当采用隔离的方式尽量避免干扰场的形成,注意将信号导线远离动力线,信号幅值不同的信号线也不应穿在同一导线管内,合理布线,减少杂散磁场的产生,对变压器等电器元件加以磁屏蔽等。但是实际上很多的干扰源是难以消除或不能消除的,这时就需要在仪表应用中根据干扰的种类采取防护措施来抑制干扰。

  2.1串模干扰的抑制

  串模干扰与信号叠加,一旦产生则不易消除,应防止它的产生,其措施一般有以下几项。

  211信号导线的扭绞

  把信号导线扭绞在一起能使信号回路包围的面积大为减少,由式可知感应电势En也大大减少;另外,信号导线的扭绞使2根信号导线到干扰源的距离大致相等,分布电容也能大致相等,即C120,由式可知,感应电势Ec大大减少。因此,信号导线的扭绞能使由磁场和电场通过感应耦合进入回路的串模干扰大为减少。

  212屏蔽

  为了防止电场的干扰,可把信号导线用一层金属网作为屏蔽层包起来,再在其外包一层绝缘层,即可选用金属屏蔽导线作为信号传输导线。屏蔽的目的就是隔断场的耦合,抑制各种场的干扰。但采取屏蔽之后,屏蔽层必须正确接地以减少干扰源与信号导线之间的分布电容,将干扰衰减至最小。

  如果屏蔽层是非铁磁性材料,那么对于工频50Hz的磁场无屏蔽效果,可以通过将信号线穿入铁管中,使导线得到磁屏蔽。

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关键字:仪器仪表  运用  反扰乱

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0910/article_19239.html
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