《傳感器與檢測技術》高教(3版)-第十章電子課件

第10章檢測裝置的補償

及抗干擾技術

在實際測量中，影響檢測系統(tǒng)或傳感器工作性能的因素，主要有兩個方面，一是由于系統(tǒng)自身結構的不完善而帶來的誤差，二是由于外界干擾信號進入系統(tǒng)作用于測量結果而帶來的誤差。在多數(shù)情況下，這兩種因素都會影響測量質量，嚴重時還可能使測量系統(tǒng)無法正常工作。因此，有必要在檢測系統(tǒng)或傳感器中采取一定的補償措施和抗干擾技術?？垢蓴_技術是檢測技術中一項重要的內容，它直接影響測量工作的質量和測量結果的可靠性，因此，要消除干擾或削弱干擾的影響，使其降到最低程度的全部技術措施。

第10章檢測裝置的補償

及抗干擾技術110.1非線性補償技術對傳感器的非線性特性進行線性化處理的方法很多，目前經常使用的方法可分為兩大類，一類是模擬線性化，另一類是數(shù)字線性化。10.1.1模擬線性化

1、開環(huán)式非線性特性補償具有開環(huán)式非線性靜態(tài)特性補償?shù)慕Y構原理如圖

10.1非線性補償技術對傳感器的非線性特性進行線性化處理的210.1非線性補償技術（1）解析計算法傳感器輸出—輸入關系的解析表達式為

放大器的輸出—輸入關系解析表達式為要求整臺儀表的刻度方程為聯(lián)立，削去中間變量u1、x，得到非線性補償環(huán)節(jié)輸出—輸入的解析表達式為10.1非線性補償技術（1）解析計算法310.1非線性補償技術（2）圖解法①將傳感器的非線性特性曲線u1=f1（x）畫在直角坐標系的第Ⅰ象限，被測量x為橫坐標，傳感器輸出電壓為縱坐標。②將放大器的線性特性曲線u2=KU1畫在第Ⅱ象限，放大器的輸入u1為縱坐標，放大器的輸出u2為橫坐標。③將整個測量系統(tǒng)的輸出—輸入特性曲線uo=Sx畫在第Ⅲ象限，該象限的橫坐標仍為被測量x，縱坐標為整個儀表輸出uo。④將x軸分成1、2、3…n段（段數(shù)n由精度要求而定）。

10.1非線性補償技術（2）圖解法①將傳感器的非線性特性410.1非線性補償技術2、閉環(huán)式非線性反饋補償

（1）解析計算法傳感器的輸出—輸入關系的解析表達式為

放大器的輸出—輸入關系解析表達式為整個測量系統(tǒng)的刻度特性為根據(jù)框圖可知

非線性特性解析表達式10.1非線性補償技術2、閉環(huán)式非線性反饋補償510.1非線性補償技術（2）圖解法①將傳感器的輸出—輸入特性曲線u1=f1（x）畫在直角坐標系的第Ⅰ象限，橫坐標表示被測量x，縱坐標表示傳感器的輸出電壓。②將整個測量系統(tǒng)的輸出—輸入特性uo=Sx畫在第Ⅳ象限，橫坐標仍表示被測量x，縱坐標表示uo。③考慮到主放大器的放大倍數(shù)K是夠大，④通過1（x）點引垂線與通過1（1）點引水平線在第Ⅱ象限交于1（2）點，則點1（2）就是所要求取的非線性反饋環(huán)節(jié)輸出—輸入特性曲線上的一點。

10.1非線性補償技術（2）圖解法①將傳感器的輸出—輸入610.1非線性補償技術10.1.2數(shù)字線性化用軟件實現(xiàn)傳感器特性線性化，一般需要進行兩方面的工作。首先由于大部分儀表、傳感器輸出量是模擬量或頻率量，需要將它們變成數(shù)字量，亦即使特性數(shù)字化；其次是將特性數(shù)據(jù)表格存于內存，通過微處理器執(zhí)行程序，對采樣信息進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)特性數(shù)據(jù)線性化。

1、計算法：當傳感器的輸入量與輸出量之間有確定的數(shù)學表達式時，就可采用計算法進行非線性補償。2、查表發(fā)：如果某些參數(shù)計算非常復雜、被測量與輸出量沒有確定的關系，或不能用某種函數(shù)表達式進行擬合時。

10.1非線性補償技術10.1.2數(shù)字線性化710.1非線性補償技術3、插值法（1）線性插值法（折線法）（2）二次插值法（又稱拋物線法）10.1非線性補償技術3、插值法810.2溫度補償技術一般測量系統(tǒng)都是由幾個基本單元組成，如敏感元件、放大器、處理電路和顯示器等。然而這些單元的技術性能無不與工作溫度有關，尤其是敏感元件的靜特性與環(huán)境溫度關系更為密切。10.2.1溫度補償原理10.2溫度補償技術一般測量系統(tǒng)都是由910.2溫度補償技術在某一輸入量x下，由溫度變化引起的儀表輸出變化為

即近似地把系統(tǒng)看成是線性系統(tǒng)

10.2溫度補償技術在某一輸入量x下，由溫度變化引起的儀1010.2溫度補償技術10.2.2溫度補償方式

1、自補償自補償是利用傳感器本身的一些特殊部件受溫度影響產生的變化相互抵消。2、并聯(lián)補償并聯(lián)補償是在原有的測量系統(tǒng)中，人為地增加一個溫度補償環(huán)節(jié)，該補償環(huán)節(jié)與主測量系統(tǒng)并行相聯(lián)，其目的是使它們的合成輸出不隨環(huán)境溫度T變化。

10.2溫度補償技術10.2.2溫度補償方式1110.2溫度補償技術自補償和并聯(lián)補償并聯(lián)補償滿足條件：一是補償環(huán)節(jié)輸出對溫度的反應與被補償環(huán)節(jié)輸出對溫度的反應大小相等，符號相反，才可能實現(xiàn)全補償。二是補償環(huán)節(jié)對輸入量x的反應與被補償環(huán)節(jié)對x的反應大小應相等，符號相同，以提高靈敏度。10.2溫度補償技術自補償和并聯(lián)補償1210.2溫度補償技術10.2.3溫度補償方法

1、硬件方法（1）零點補償：環(huán)境溫度的變化引起儀表零點漂移，可在系統(tǒng)中加入一個附加電路，使其產生一個與零點漂移值大小相等、極性相反的信號，它與零點漂移相串聯(lián)，兩者相互抵消而實現(xiàn)補償。

（2）靈敏度補償：在環(huán)境溫度變化時，會引起檢測系統(tǒng)靈敏度的變化而造成測量誤差。

（3）綜合補償：在不少情況下不便或不必去區(qū)分開補償零點和靈敏度，而是綜合補償，保證檢測系統(tǒng)的輸出不隨溫度干擾而變。

10.2溫度補償技術10.2.3溫度補償方法1310.2溫度補償技術2、軟件方法（1）零點補償：檢測系統(tǒng)在零輸入信號時（對某些檢測可能是空載），包括信號輸入放大器及微機接口電路在內的整個檢測部分的輸出應為零，但由于零漂的存在，它的輸出不為零。（2）零漂的自動跟蹤補償：零漂值不是一個定值，它會隨環(huán)境溫度、時間而變化，且不是線性的。因此，在要求比較高的情況下，按定值或一定時間內按定值進行補償，不能滿足檢測的要求，在有微機參與的儀表中，可以借助于軟件實施零漂的自動跟蹤補償，用跟蹤到的零漂值對被測量的采樣值進行修正，就可以得到滿意的結果。10.2溫度補償技術2、軟件方法1410.3干擾的類型及產生

干擾是影響測量系統(tǒng)和傳輸環(huán)節(jié)正常工作的各種原因的總和，稱為干擾（噪聲）。而把消除或削弱各種干擾影響的全部技術措施，總稱為抗干擾技術或防護。

10.3.1干擾的類型1、電和磁干擾5、濕度干擾2、機械干擾6、化學干擾3、熱干擾7、射線輻射干擾4、光干擾10.3干擾的類型及產生干擾是影響測量系統(tǒng)1510.3干擾的類型及產生10.3.2干擾的產生1、放電干擾（1）天體和天電干擾（2）電暈放電干擾（3）火花放電干擾（4）輝光、弧光放電干擾

2、電氣設備干擾（1）射頻干擾（2）工頻干擾（3）感應干擾

10.3干擾的類型及產生10.3.2干擾的產生1610.3干擾的類型及產生10.3.3信噪比和干擾疊加1、信噪比

衡量干擾信號對有用信號的影響程度，即

可見，信噪比越大，干擾的影響越小。2、干擾的疊加

（1）非相關干擾源電壓相加（2）兩個相關干擾電壓之和10.3干擾的類型及產生10.3.3信噪比和干擾疊加1710.4干擾信號的耦合方式

干擾信號進入測量裝置的途徑稱為耦合方式。干擾耦合主要有以下幾種方式：靜電電容耦合、電磁耦合、共阻抗耦合及漏電流耦合。10.4.1靜電電容耦合

靜電電容耦合是兩個電路間存在寄生電容，干擾信號通過寄生電容耦合。一般情況下，有R<<1/（C12+C2），故上式可進一步簡化為10.4干擾信號的耦合方式干擾信號進入測量裝1810.4干擾信號的耦合方式圖所示為靜電電容耦合的原理圖。10.4干擾信號的耦合方式圖所示為靜電電容耦合的原理圖。1910.4干擾信號的耦合方式10.4.2電磁耦合

電磁耦合是電路間存在互感，干擾信號通過互感耦合。

圖是兩個電路電磁耦合的示意圖和等效圖。10.4干擾信號的耦合方式10.4.2電磁耦合2010.4干擾信號的耦合方式10.4.3共阻抗耦合

共阻抗耦合是兩個電路存在公共阻抗，干擾信號通過公共阻抗耦合。圖所示為共阻抗耦合的等效電路。10.4干擾信號的耦合方式10.4.3共阻抗耦合2110.4干擾信號的耦合方式10.4.4漏電流耦合

漏電流耦合是絕緣不良，流經絕緣電阻的漏電流引起的干擾。圖所示為其等效電路。Ui為干擾源電勢，R為漏電阻，Zi是被干擾電路的輸入阻抗，Un為干擾電壓。10.4干擾信號的耦合方式10.4.4漏電流耦合2210.4干擾信號的耦合方式10.4.5電子測量裝置的兩種干擾

干擾進入測量電路有兩種方式，即差模干擾和共模干擾。1、差模干擾差模干擾是干擾信號與有用信號疊加在一起，特點是信號接收器的兩個輸入端的電位發(fā)生變化。2、共模干擾

共模干擾是在信號接收器的兩個輸入端同時出現(xiàn)的干擾。特點是不影響有用信號電壓。當信號接收器的輸入?yún)?shù)不對稱時，對測量結果產生影響

10.4干擾信號的耦合方式10.4.5電子測量裝置的兩種2310.4干擾信號的耦合方式

圖是差模干擾的兩種方式

10.4干擾信號的耦合方式圖是差模干擾的兩種方式2410.4干擾信號的耦合方式

共模干擾等效電路和造成共模干擾的原因如圖

10.4干擾信號的耦合方式共模干擾等效電路和造成共模干2510.4干擾信號的耦合方式10.4.6共模干擾抑制比

共模干擾抑制比是表征測量系統(tǒng)對共模干擾的抑制能力的量，表達式為

共模干擾抑制比也可以定義為系統(tǒng)的差模增益與共模增益之比，即

共模干擾抑制比越高，對共模干擾抑制能力越強。

10.4干擾信號的耦合方式10.4.6共模干擾抑制比2610.5常用的抑制干擾措施

為了使測量系統(tǒng)能夠可靠穩(wěn)定地工作，必須采取各種抑制干擾技術措施。10.5.1屏蔽技術

利用導體或磁性材料將要防護的部分包起來，隔斷電磁場的耦合通道，這種技術稱為屏蔽。

1、靜電屏蔽

靜電屏蔽是利用接地的金屬容器來隔斷容器內外電聯(lián)系的技術。

2、電磁屏蔽

電磁屏蔽是利用渦電流的抵消高頻干擾磁場的影響，抗高頻電磁場干擾的技術。10.5常用的抑制干擾措施為了使測量系統(tǒng)能2710.5常用的抑制干擾措施3、低頻磁屏蔽

低頻磁屏蔽是利用高導磁材料作屏蔽層，將干擾限制在屏蔽體內部的抗低頻磁干擾的技術。

4、驅動屏蔽

驅動屏蔽是使屏蔽層與被屏蔽導體電位相同的抗干擾技術。驅動屏蔽的原理如圖所示。

10.5常用的抑制干擾措施3、低頻磁屏蔽2810.5常用的抑制干擾措施10.5.2接地技術

接地技術是抑制干擾的一種重要措施，選擇合理的接地方式能夠有效地抑制干擾。

1、電測裝置的接地

（1）安全接地將裝置的機殼和底盤接地，接地電阻在10Ω以下。

（2）信號接地

信號接地是使電測裝置的零電位接地線，不一定真正接大地。

10.5常用的抑制干擾措施10.5.2接地技術2910.5常用的抑制干擾措施

（3）信號源接地信號源地線是傳感器的零電位電平基準，傳感器與其它測量設備在接地上有不同要求。（4）負載接地負載中的電流一般較大，在負載地線上產生的干擾也較大，故對負載地線與測量儀器的地線有不同的要求。

2、電路一點接地準則

（1）單級一點接地準則

10.5常用的抑制干擾措施（3）信號源接地3010.5常用的抑制干擾措施

如圖所示，電路中的7個點若分別接地，不同接地點間會產生干擾電壓，應在一點接地。

10.5常用的抑制干擾措施如圖所示，電路中的7個點若3110.5常用的抑制干擾措施(2)多級電路一點接地

圖a所示的接地形式雖然避免了多點接地可能產生的干擾，但當各級電平相差較大時，會產生較大的地電流干擾。圖b采用的分別接地方式適用于低頻電路。

10.5常用的抑制干擾措施(2)多級電路一點接地3210.5常用的抑制干擾措施

(3)測量裝置的兩點接地

圖為兩點接地對裝置的影響。

10.5常用的抑制干擾措施(3)測量裝置的兩點接地3310.5常用的抑制干擾措施3、測量系統(tǒng)的接地

測量系統(tǒng)一般有三個分開的地線：信號地線、電源地線和保護地線。圖給出三種地線的接地方式。

10.5常用的抑制干擾措施3、測量系統(tǒng)的接地3410.5常用的抑制干擾措施10.5.3浮置

浮置是輸入信號放大器的公共線不接機殼和大地的一種抗干擾技術。圖是采用浮置技術的測量系統(tǒng)。

10.5常用的抑制干擾措施10.5.3浮置35其它抑制干擾措施

除上述的幾種方法外，還有隔離、濾波、平衡電路等抑制干擾的方法。

1、隔離

（1）變壓器隔離

圖是一個兩端接地系統(tǒng)，消除此類干擾的方法是隔離。

其它抑制干擾措施除上述的幾種方法外，還有隔離36其它抑制干擾措施

如圖所示，在信號傳輸通道中接一個變壓器切斷地環(huán)回路，有效地抑制了干擾。

其它抑制干擾措施如圖所示，在信號傳輸通道中接一個變壓器切37其它抑制干擾措施（2）光電耦合器隔離

如圖所示，在電路中接一個光電耦合器，切斷了電和磁的耦合通道，抑制了干擾。

其它抑制干擾措施（2）光電耦合器隔離38其它抑制干擾措施2、濾波

濾波是在信號通道中，接入與噪聲信號頻帶相應的濾波器，達到抑制干擾的目的。

（1）交流電源進線的對稱濾波

其它抑制干擾措施2、濾波39其它抑制干擾措施

（2）直流電源輸出的濾波器

圖是濾除電源高、低頻成分的濾波器。（3）去耦濾波器其它抑制干擾措施（2）直流電源輸出的濾波器40其它抑制干擾措施

3、平衡電路

平衡電路是結構對稱，對應阻抗相等的電路。圖所示電橋就是一種平衡電路。

4、脈沖電路的噪聲抑制電路

（1）整形（2）削波器整形

其它抑制干擾措施3、平衡電路41其它抑制干擾措施（3）平滑整形

5、積分電路

其它抑制干擾措施（3）平滑整形42其它抑制干擾措施

6、脈沖干擾隔離門

脈沖干擾隔離門是阻止幅值較小的干擾脈沖通過幅值較大的信號脈沖的電路，圖利用硅二極管構成的脈沖干擾隔離門。

其它抑制干擾措施6、脈沖干擾隔離門43其它抑制干擾措施

7、與門

圖是用與門抑制噪聲的示意圖。其它抑制干擾措施7、與門44思考題與習題1.傳感器的輸出—輸入特性的非線性補償方法有幾種？每種補償方法的要點是什么？請用框圖簡要說明。2.用圖解法求取線性化器的輸出—輸入特性與用解析計算法求取線性化器的輸出—輸入特性相比有何特點？請簡要說明。3.利用電阻與精密整流器組合成非線性網(wǎng)絡，并將其與運算放大器相結合，構成折線逼近式線性化器，與利用具有非線性特性的元件和運算放大器構成模擬式線性化器相比較有何特點？請舉例說明。4.簡述并聯(lián)式溫度補償?shù)奶攸c及實現(xiàn)溫度補償?shù)臈l件，并指出選擇和安排補償環(huán)節(jié)的原則。5.干擾信號進入被干擾對象的主要通路有哪些？思考題與習題1.傳感器的輸出—輸入特性的非線性補償方法有幾45思考題與習題6.試分析一臺你所熟悉的測量儀器在工作過程中經常受到的干擾及應采取的措施。7.圖習題10.7所示控溫電路中，放大器A1和A2用以放大熱電偶的低電平信號，利用開關S周期性通斷把大功率負載接到一個電源上，試說明噪聲源、耦合通道和被干擾電路。思考題與習題6.試分析一臺你所熟悉的測量儀器在工作過程中經46第10章檢測裝置的補償

及抗干擾技術

在實際測量中，影響檢測系統(tǒng)或傳感器工作性能的因素，主要有兩個方面，一是由于系統(tǒng)自身結構的不完善而帶來的誤差，二是由于外界干擾信號進入系統(tǒng)作用于測量結果而帶來的誤差。在多數(shù)情況下，這兩種因素都會影響測量質量，嚴重時還可能使測量系統(tǒng)無法正常工作。因此，有必要在檢測系統(tǒng)或傳感器中采取一定的補償措施和抗干擾技術?？垢蓴_技術是檢測技術中一項重要的內容，它直接影響測量工作的質量和測量結果的可靠性，因此，要消除干擾或削弱干擾的影響，使其降到最低程度的全部技術措施。

第10章檢測裝置的補償

及抗干擾技術4710.1非線性補償技術對傳感器的非線性特性進行線性化處理的方法很多，目前經常使用的方法可分為兩大類，一類是模擬線性化，另一類是數(shù)字線性化。10.1.1模擬線性化

1、開環(huán)式非線性特性補償具有開環(huán)式非線性靜態(tài)特性補償?shù)慕Y構原理如圖

10.1非線性補償技術對傳感器的非線性特性進行線性化處理的4810.1非線性補償技術（1）解析計算法傳感器輸出—輸入關系的解析表達式為

放大器的輸出—輸入關系解析表達式為要求整臺儀表的刻度方程為聯(lián)立，削去中間變量u1、x，得到非線性補償環(huán)節(jié)輸出—輸入的解析表達式為10.1非線性補償技術（1）解析計算法4910.1非線性補償技術（2）圖解法①將傳感器的非線性特性曲線u1=f1（x）畫在直角坐標系的第Ⅰ象限，被測量x為橫坐標，傳感器輸出電壓為縱坐標。②將放大器的線性特性曲線u2=KU1畫在第Ⅱ象限，放大器的輸入u1為縱坐標，放大器的輸出u2為橫坐標。③將整個測量系統(tǒng)的輸出—輸入特性曲線uo=Sx畫在第Ⅲ象限，該象限的橫坐標仍為被測量x，縱坐標為整個儀表輸出uo。④將x軸分成1、2、3…n段（段數(shù)n由精度要求而定）。

10.1非線性補償技術（2）圖解法①將傳感器的非線性特性5010.1非線性補償技術2、閉環(huán)式非線性反饋補償

（1）解析計算法傳感器的輸出—輸入關系的解析表達式為

放大器的輸出—輸入關系解析表達式為整個測量系統(tǒng)的刻度特性為根據(jù)框圖可知

非線性特性解析表達式10.1非線性補償技術2、閉環(huán)式非線性反饋補償5110.1非線性補償技術（2）圖解法①將傳感器的輸出—輸入特性曲線u1=f1（x）畫在直角坐標系的第Ⅰ象限，橫坐標表示被測量x，縱坐標表示傳感器的輸出電壓。②將整個測量系統(tǒng)的輸出—輸入特性uo=Sx畫在第Ⅳ象限，橫坐標仍表示被測量x，縱坐標表示uo。③考慮到主放大器的放大倍數(shù)K是夠大，④通過1（x）點引垂線與通過1（1）點引水平線在第Ⅱ象限交于1（2）點，則點1（2）就是所要求取的非線性反饋環(huán)節(jié)輸出—輸入特性曲線上的一點。

10.1非線性補償技術（2）圖解法①將傳感器的輸出—輸入5210.1非線性補償技術10.1.2數(shù)字線性化用軟件實現(xiàn)傳感器特性線性化，一般需要進行兩方面的工作。首先由于大部分儀表、傳感器輸出量是模擬量或頻率量，需要將它們變成數(shù)字量，亦即使特性數(shù)字化；其次是將特性數(shù)據(jù)表格存于內存，通過微處理器執(zhí)行程序，對采樣信息進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)特性數(shù)據(jù)線性化。

1、計算法：當傳感器的輸入量與輸出量之間有確定的數(shù)學表達式時，就可采用計算法進行非線性補償。2、查表發(fā)：如果某些參數(shù)計算非常復雜、被測量與輸出量沒有確定的關系，或不能用某種函數(shù)表達式進行擬合時。

10.1非線性補償技術10.1.2數(shù)字線性化5310.1非線性補償技術3、插值法（1）線性插值法（折線法）（2）二次插值法（又稱拋物線法）10.1非線性補償技術3、插值法5410.2溫度補償技術一般測量系統(tǒng)都是由幾個基本單元組成，如敏感元件、放大器、處理電路和顯示器等。然而這些單元的技術性能無不與工作溫度有關，尤其是敏感元件的靜特性與環(huán)境溫度關系更為密切。10.2.1溫度補償原理10.2溫度補償技術一般測量系統(tǒng)都是由5510.2溫度補償技術在某一輸入量x下，由溫度變化引起的儀表輸出變化為

即近似地把系統(tǒng)看成是線性系統(tǒng)

10.2溫度補償技術在某一輸入量x下，由溫度變化引起的儀5610.2溫度補償技術10.2.2溫度補償方式

1、自補償自補償是利用傳感器本身的一些特殊部件受溫度影響產生的變化相互抵消。2、并聯(lián)補償并聯(lián)補償是在原有的測量系統(tǒng)中，人為地增加一個溫度補償環(huán)節(jié)，該補償環(huán)節(jié)與主測量系統(tǒng)并行相聯(lián)，其目的是使它們的合成輸出不隨環(huán)境溫度T變化。

10.2溫度補償技術10.2.2溫度補償方式5710.2溫度補償技術自補償和并聯(lián)補償并聯(lián)補償滿足條件：一是補償環(huán)節(jié)輸出對溫度的反應與被補償環(huán)節(jié)輸出對溫度的反應大小相等，符號相反，才可能實現(xiàn)全補償。二是補償環(huán)節(jié)對輸入量x的反應與被補償環(huán)節(jié)對x的反應大小應相等，符號相同，以提高靈敏度。10.2溫度補償技術自補償和并聯(lián)補償5810.2溫度補償技術10.2.3溫度補償方法

1、硬件方法（1）零點補償：環(huán)境溫度的變化引起儀表零點漂移，可在系統(tǒng)中加入一個附加電路，使其產生一個與零點漂移值大小相等、極性相反的信號，它與零點漂移相串聯(lián)，兩者相互抵消而實現(xiàn)補償。

（2）靈敏度補償：在環(huán)境溫度變化時，會引起檢測系統(tǒng)靈敏度的變化而造成測量誤差。

（3）綜合補償：在不少情況下不便或不必去區(qū)分開補償零點和靈敏度，而是綜合補償，保證檢測系統(tǒng)的輸出不隨溫度干擾而變。

10.2溫度補償技術10.2.3溫度補償方法5910.2溫度補償技術2、軟件方法（1）零點補償：檢測系統(tǒng)在零輸入信號時（對某些檢測可能是空載），包括信號輸入放大器及微機接口電路在內的整個檢測部分的輸出應為零，但由于零漂的存在，它的輸出不為零。（2）零漂的自動跟蹤補償：零漂值不是一個定值，它會隨環(huán)境溫度、時間而變化，且不是線性的。因此，在要求比較高的情況下，按定值或一定時間內按定值進行補償，不能滿足檢測的要求，在有微機參與的儀表中，可以借助于軟件實施零漂的自動跟蹤補償，用跟蹤到的零漂值對被測量的采樣值進行修正，就可以得到滿意的結果。10.2溫度補償技術2、軟件方法6010.3干擾的類型及產生

干擾是影響測量系統(tǒng)和傳輸環(huán)節(jié)正常工作的各種原因的總和，稱為干擾（噪聲）。而把消除或削弱各種干擾影響的全部技術措施，總稱為抗干擾技術或防護。

10.3.1干擾的類型1、電和磁干擾5、濕度干擾2、機械干擾6、化學干擾3、熱干擾7、射線輻射干擾4、光干擾10.3干擾的類型及產生干擾是影響測量系統(tǒng)6110.3干擾的類型及產生10.3.2干擾的產生1、放電干擾（1）天體和天電干擾（2）電暈放電干擾（3）火花放電干擾（4）輝光、弧光放電干擾

2、電氣設備干擾（1）射頻干擾（2）工頻干擾（3）感應干擾

10.3干擾的類型及產生10.3.2干擾的產生6210.3干擾的類型及產生10.3.3信噪比和干擾疊加1、信噪比

衡量干擾信號對有用信號的影響程度，即

可見，信噪比越大，干擾的影響越小。2、干擾的疊加

（1）非相關干擾源電壓相加（2）兩個相關干擾電壓之和10.3干擾的類型及產生10.3.3信噪比和干擾疊加6310.4干擾信號的耦合方式

干擾信號進入測量裝置的途徑稱為耦合方式。干擾耦合主要有以下幾種方式：靜電電容耦合、電磁耦合、共阻抗耦合及漏電流耦合。10.4.1靜電電容耦合

靜電電容耦合是兩個電路間存在寄生電容，干擾信號通過寄生電容耦合。一般情況下，有R<<1/（C12+C2），故上式可進一步簡化為10.4干擾信號的耦合方式干擾信號進入測量裝6410.4干擾信號的耦合方式圖所示為靜電電容耦合的原理圖。10.4干擾信號的耦合方式圖所示為靜電電容耦合的原理圖。6510.4干擾信號的耦合方式10.4.2電磁耦合

電磁耦合是電路間存在互感，干擾信號通過互感耦合。

圖是兩個電路電磁耦合的示意圖和等效圖。10.4干擾信號的耦合方式10.4.2電磁耦合6610.4干擾信號的耦合方式10.4.3共阻抗耦合

共阻抗耦合是兩個電路存在公共阻抗，干擾信號通過公共阻抗耦合。圖所示為共阻抗耦合的等效電路。10.4干擾信號的耦合方式10.4.3共阻抗耦合6710.4干擾信號的耦合方式10.4.4漏電流耦合

漏電流耦合是絕緣不良，流經絕緣電阻的漏電流引起的干擾。圖所示為其等效電路。Ui為干擾源電勢，R為漏電阻，Zi是被干擾電路的輸入阻抗，Un為干擾電壓。10.4干擾信號的耦合方式10.4.4漏電流耦合6810.4干擾信號的耦合方式10.4.5電子測量裝置的兩種干擾

干擾進入測量電路有兩種方式，即差模干擾和共模干擾。1、差模干擾差模干擾是干擾信號與有用信號疊加在一起，特點是信號接收器的兩個輸入端的電位發(fā)生變化。2、共模干擾

共模干擾是在信號接收器的兩個輸入端同時出現(xiàn)的干擾。特點是不影響有用信號電壓。當信號接收器的輸入?yún)?shù)不對稱時，對測量結果產生影響

10.4干擾信號的耦合方式10.4.5電子測量裝置的兩種6910.4干擾信號的耦合方式

圖是差模干擾的兩種方式

10.4干擾信號的耦合方式圖是差模干擾的兩種方式7010.4干擾信號的耦合方式

共模干擾等效電路和造成共模干擾的原因如圖

10.4干擾信號的耦合方式共模干擾等效電路和造成共模干7110.4干擾信號的耦合方式10.4.6共模干擾抑制比

共模干擾抑制比是表征測量系統(tǒng)對共模干擾的抑制能力的量，表達式為

共模干擾抑制比也可以定義為系統(tǒng)的差模增益與共模增益之比，即

共模干擾抑制比越高，對共模干擾抑制能力越強。

10.4干擾信號的耦合方式10.4.6共模干擾抑制比7210.5常用的抑制干擾措施

為了使測量系統(tǒng)能夠可靠穩(wěn)定地工作，必須采取各種抑制干擾技術措施。10.5.1屏蔽技術

利用導體或磁性材料將要防護的部分包起來，隔斷電磁場的耦合通道，這種技術稱為屏蔽。

1、靜電屏蔽

靜電屏蔽是利用接地的金屬容器來隔斷容器內外電聯(lián)系的技術。

2、電磁屏蔽

電磁屏蔽是利用渦電流的抵消高頻干擾磁場的影響，抗高頻電磁場干擾的技術。10.5常用的抑制干擾措施為了使測量系統(tǒng)能7310.5常用的抑制干擾措施3、低頻磁屏蔽

低頻磁屏蔽是利用高導磁材料作屏蔽層，將干擾限制在屏蔽體內部的抗低頻磁干擾的技術。

4、驅動屏蔽

驅動屏蔽是使屏蔽層與被屏蔽導體電位相同的抗干擾技術。驅動屏蔽的原理如圖所示。

10.5常用的抑制干擾措施3、低頻磁屏蔽7410.5常用的抑制干擾措施10.5.2接地技術

接地技術是抑制干擾的一種重要措施，選擇合理的接地方式能夠有效地抑制干擾。

1、電測裝置的接地

（1）安全接地將裝置的機殼和底盤接地，接地電阻在10Ω以下。

（2）信號接地

信號接地是使電測裝置的零電位接地線，不一定真正接大地。

10.5常用的抑制干擾措施10.5.2接地技術7510.5常用的抑制干擾措施

（3）信號源接地信號源地線是傳感器的零電位電平基準，傳感器與其它測量設備在接地上有不同要求。（4）負載接地負載中的電流一般較大，在負載地線上產生的干擾也較大，故對負載地線與測量儀器的地線有不同的要求。

2、電路一點接地準則

（1）單級一點接地準則

10.5常用的抑制干擾措施（3）信號源接地7610.5常用的抑制干擾措施

如圖所示，電路中的7個點若分別接地，不同接地點間會產生干擾電壓，應在一點接地。

10.5常用的抑制干擾措施如圖所示，電路中的7個點若7710.5常用的抑制干擾措施(2)多級電路一點接地

圖a所示的接地形式雖然避免了多點接地可能產生的干擾，但當各級電平相差較大時，會產生較大的地電流干擾。圖b采用的分別接地方式適用于低頻電路。

10.5常用的抑制干擾措施(2)多級電路一點接地7810.5常用的抑制干擾措施

(3)測量裝置的兩點接地

圖為兩點接地對裝置的影響。

10.5常用的抑制干擾措施(3)測量裝置的兩點接地7910.5常用的抑制干擾措施3、測量系統(tǒng)的接地

測量系統(tǒng)一般有三個分開的地線：信號地線、電源地線和保護地線。圖給出三種地線的接地