第十三章 檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

1、2022-4-261第十三章第十三章 檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 本章學習干擾的本章學習干擾的來源及防護方法、自來源及防護方法、自動檢測系統(tǒng)中的電磁動檢測系統(tǒng)中的電磁兼容原理及對策，學兼容原理及對策，學習掌握檢測系統(tǒng)的抗習掌握檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)。干擾技術(shù)。2022-4-262第一節(jié)第一節(jié) 干擾源及防護干擾源及防護 在非電量測量過程中，往往會發(fā)現(xiàn)總是有一些無用的在非電量測量過程中，往往會發(fā)現(xiàn)總是有一些無用的背景信號與被測信號疊加在一起，這稱為干擾，有時也采背景信號與被測信號疊加在一起，這稱為干擾，有時也采用噪聲這一習慣用語。用噪聲這一習慣用語。 噪聲對檢測裝置的影響必須與有用信號

2、共同分析才有噪聲對檢測裝置的影響必須與有用信號共同分析才有意義。衡量噪聲對有用信號的影響常用信噪比（意義。衡量噪聲對有用信號的影響常用信噪比（S/N）來表）來表示，它是指在信號通道中，有用信號功率示，它是指在信號通道中，有用信號功率PS與噪聲功率與噪聲功率PN 之比，或有用信號電壓之比，或有用信號電壓US與噪聲電壓與噪聲電壓UN 之比。信噪比常用之比。信噪比常用對數(shù)形式來表示，單位為對數(shù)形式來表示，單位為dB，即，即 S/N=10lg（ PS / PN ）=20lg（ US / UN ）（）（dB） 在測量過程中應盡量提高信噪比，以減少噪聲對測量在測量過程中應盡量提高信噪比，以減少噪聲對測量結(jié)

3、果的影響。結(jié)果的影響。 干擾與噪聲干擾與噪聲2022-4-263信噪比信噪比（S/N）的）的計算舉例計算舉例 在擴音機輸入端測得：話筒輸出的做報告者聲在擴音機輸入端測得：話筒輸出的做報告者聲音的平均電壓為音的平均電壓為50mV， 50Hz干擾干擾“嗡嗡嗡嗡”聲的電聲的電壓為壓為0.5mV，求信噪比。，求信噪比。 解解 S/N=20lg（50/0.5） dB =40 dB 又問：當又問：當S/N分別為分別為20 dB、0 dB 、 -20 dB 時，時，說明做報告者聲音與干擾聲音之間各為什么關(guān)系？說明做報告者聲音與干擾聲音之間各為什么關(guān)系？ 2022-4-264噪聲源及干擾源噪聲源及干擾源 一、

4、機械干擾一、機械干擾 機械干擾是指機械振機械干擾是指機械振動或沖擊使電子檢測裝置動或沖擊使電子檢測裝置中的元件發(fā)生振動，改變中的元件發(fā)生振動，改變了系統(tǒng)的電氣參數(shù)，造成了系統(tǒng)的電氣參數(shù)，造成可逆或不可逆的影響。對可逆或不可逆的影響。對機械干擾，可選用專用減機械干擾，可選用專用減振彈簧振彈簧- -橡膠墊腳或吸振橡膠墊腳或吸振橡膠海綿墊來降低系統(tǒng)的橡膠海綿墊來降低系統(tǒng)的諧振頻率，吸收振動的能諧振頻率，吸收振動的能量，量， 從而減小系統(tǒng)的振從而減小系統(tǒng)的振幅。幅。 橡膠橡膠 海綿軟墊海綿軟墊橡膠墊腳及彈簧橡膠墊腳及彈簧2022-4-265振動試驗臺振動試驗臺 頻率、振幅均可調(diào)節(jié)頻率、振幅均可調(diào)節(jié) 將

5、被測儀器（如圖中的電子天平）固定在將被測儀器（如圖中的電子天平）固定在振動臺上，逐漸增大振幅，測試在不同頻率的振動臺上，逐漸增大振幅，測試在不同頻率的規(guī)定振幅下，產(chǎn)品指標是否變化。規(guī)定振幅下，產(chǎn)品指標是否變化。固定固定2022-4-266跌落試驗跌落試驗 產(chǎn)品在運產(chǎn)品在運輸過程中常因輸過程中常因為遭受劇烈震為遭受劇烈震動或跌落而損動或跌落而損壞或性能變差，壞或性能變差，因此需要做抗因此需要做抗跌落試驗和測跌落試驗和測試。試。跌落試驗機跌落試驗機2022-4-267二、濕度及化學干擾二、濕度及化學干擾 當環(huán)境相對濕度增加時，物體當環(huán)境相對濕度增加時，物體表面就會附著一層水膜，并滲入材表面就會附著

6、一層水膜，并滲入材料內(nèi)部，降低了絕緣強度，造成了料內(nèi)部，降低了絕緣強度，造成了漏電、擊穿和短路現(xiàn)象；潮濕還會漏電、擊穿和短路現(xiàn)象；潮濕還會加速金屬材料的腐蝕，并產(chǎn)生原電加速金屬材料的腐蝕，并產(chǎn)生原電池電化學干擾電壓；在較高的溫度池電化學干擾電壓；在較高的溫度下，潮濕還會促使霉菌的生長，并下，潮濕還會促使霉菌的生長，并引起有機材料的霉爛。引起有機材料的霉爛。 某些化學物品如酸、堿、鹽、某些化學物品如酸、堿、鹽、各種腐蝕性氣體以及沿海地區(qū)由海各種腐蝕性氣體以及沿海地區(qū)由海風帶到岸上的鹽霧也會造成與潮濕風帶到岸上的鹽霧也會造成與潮濕類似的漏電腐蝕現(xiàn)象，必須采取以類似的漏電腐蝕現(xiàn)象，必須采取以下措施來

7、加以保護：下措施來加以保護：浸漆、密封、浸漆、密封、定期通電加熱驅(qū)潮等。定期通電加熱驅(qū)潮等。用絕緣漆浸用絕緣漆浸漬過的控制漬過的控制變壓器變壓器浸漆可防止水分浸漆可防止水分進入線圈內(nèi)部進入線圈內(nèi)部2022-4-268儀器設備的防潮試驗儀器設備的防潮試驗噴淋試驗噴淋試驗2022-4-269儀器設備的防潮試驗（續(xù)）儀器設備的防潮試驗（續(xù)）“步入式步入式”恒溫恒濕房恒溫恒濕房（參考（參考江蘇省計量測試技術(shù)研究所江蘇省計量測試技術(shù)研究所資料）資料） 體積：體積：25m3 3 ，溫度調(diào)節(jié)范圍：（，溫度調(diào)節(jié)范圍：（-40+80）， 濕度調(diào)節(jié)范圍：（濕度調(diào)節(jié)范圍：（3090）%RH 可用于進行大型儀器設備的

8、高低溫、恒定濕熱、可用于進行大型儀器設備的高低溫、恒定濕熱、交變濕熱試驗。交變濕熱試驗。2022-4-2610三、熱干擾三、熱干擾 熱量，特別是溫度波動以及不均勻的溫度熱量，特別是溫度波動以及不均勻的溫度場對檢測裝置的干擾主要體現(xiàn)在以下幾個方面：場對檢測裝置的干擾主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 元件參數(shù)的變化（溫漂）、接觸熱電勢干元件參數(shù)的變化（溫漂）、接觸熱電勢干擾、元器件長期在高溫下工作時，引起壽命和耐擾、元器件長期在高溫下工作時，引起壽命和耐壓等級降低等。壓等級降低等。 克服熱干擾的防護措施有：克服熱干擾的防護措施有： 選用低溫漂元件，采取軟、硬件溫度補償選用低溫漂元件，采取軟、硬件溫度補償措

9、施，選用低功耗、低發(fā)熱元件，提高元器件規(guī)措施，選用低功耗、低發(fā)熱元件，提高元器件規(guī)格余量，儀器的前置輸入級遠離發(fā)熱元件，加強格余量，儀器的前置輸入級遠離發(fā)熱元件，加強散熱、采用熱屏蔽等。散熱、采用熱屏蔽等。 2022-4-2611散熱實例散熱實例 散熱風扇散熱風扇2022-4-2612四、固有噪聲干擾四、固有噪聲干擾 在電路中，電子元在電路中，電子元件本身產(chǎn)生的、具有隨件本身產(chǎn)生的、具有隨機性、寬頻帶的噪聲稱機性、寬頻帶的噪聲稱為固有噪聲。最重要的為固有噪聲。最重要的固有噪聲源是電阻熱噪固有噪聲源是電阻熱噪聲、半導體散粒噪聲和聲、半導體散粒噪聲和接觸噪聲等。固有噪聲接觸噪聲等。固有噪聲可以從喇叭或耳機中反可以從喇叭或耳機中反映出來，但更多的時候映出來，但更多的時候是反映在輸出電壓的無是反映在輸出電壓的無規(guī)律跳變上。規(guī)律跳變上。 2022-4-2613五、電、磁噪聲干擾五、電、磁噪聲干擾 電磁波可以通過電網(wǎng)以及直接輻射電磁波可以通過電網(wǎng)以及直接輻射的形式傳播到離這些噪聲源很遠的檢測裝的形式傳播到離這些噪聲源很遠的檢測裝置中。在工頻輸電線附近也存在強大的交置中。在工頻輸電線附近也存在強大的交變電場，在強電流輸電線附近存在干擾磁變電場，在強電流輸電線附近存在干擾磁場，他們將對十分靈敏的檢測