檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

第6章檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾

與可靠性技術(shù)

6.1檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

目的：為了保證檢測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作，在著手電路、結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)的同時(shí)，必須周密考慮和解決抗干擾問(wèn)題。影響測(cè)控系統(tǒng)可靠、安全運(yùn)行的主要因素是來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝、制造工藝和外部環(huán)境條件等。干擾對(duì)測(cè)控系統(tǒng)造成的影響1、數(shù)據(jù)采集誤差加大2、控制狀態(tài)失靈3、數(shù)據(jù)受干擾發(fā)生變化4、程序運(yùn)行失常干擾和噪聲源

①空間（電磁感應(yīng)）②傳輸通道③配電系統(tǒng)一、硬件抗干擾措施

無(wú)源濾波器有源濾波器去耦電路屏蔽技術(shù)與雙絞線傳輸隔離技術(shù)接地技術(shù)反射波干擾及抑制靜電放電干擾及抑制漏電干擾的防止措施測(cè)控系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)抗干擾措施測(cè)量單元配置與抗干擾技術(shù)主機(jī)單元配置與抗干擾技術(shù)D/A、A/D單元配置與抗干擾技術(shù)數(shù)字信號(hào)傳輸通道的抗干擾措施功率接口與抗干擾技術(shù)鍵盤(pán)／顯示單元配置與抗干擾技術(shù)電源抗干擾與抑制軟件抗干擾印刷電路板抗干擾技術(shù)測(cè)量單元配置與抗干擾技術(shù)

1、傳感器線性化處理及零點(diǎn)調(diào)整軟件方法：計(jì)算法、查表法、插值法硬件方法：開(kāi)環(huán)補(bǔ)償、閉環(huán)反饋法注意：實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，對(duì)實(shí)時(shí)性要求很強(qiáng)采用硬件方法，如果時(shí)間足夠，應(yīng)盡量采用軟件方法，從而簡(jiǎn)化硬件電路。有時(shí)也采用硬件和軟件兼用的方法低通濾波器常用的低通濾波器有RC濾波器、LC濾波器、雙T濾波器及有源濾波器等衡量串模干擾的抑制能力串模抑制比NMRR

Vnm為串模干擾電壓Vnml為儀器輸入端由串模干擾引起的等效差模電壓

抗干擾措施和方法（2）信號(hào)積分用雙積分式A/D可以削弱周期性的串模干擾的影響。因?yàn)榇祟?lèi)轉(zhuǎn)換器是對(duì)輸入信號(hào)的積分值進(jìn)行測(cè)量，而不是測(cè)量信號(hào)的瞬時(shí)值。若干擾信號(hào)是周期性的而積分時(shí)間又為信號(hào)周期或信號(hào)周期的整數(shù)倍，則積分后干擾值為零，對(duì)測(cè)量結(jié)果不產(chǎn)生誤差?？垢蓴_措施和方法（2）信號(hào)積分用雙積分式A/D可以削弱周期性的串模干擾的影響。因?yàn)榇祟?lèi)轉(zhuǎn)換器是對(duì)輸入信號(hào)的積分值進(jìn)行測(cè)量，而不是測(cè)量信號(hào)的瞬時(shí)值。若干擾信號(hào)是周期性的而積分時(shí)間又為信號(hào)周期或信號(hào)周期的整數(shù)倍，則積分后干擾值為零，對(duì)測(cè)量結(jié)果不產(chǎn)生誤差。抗干擾措施和方法其他措施①對(duì)于主要來(lái)自電磁感應(yīng)的串模干擾，應(yīng)盡可能早地對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行前置放大，以提高回路中的信號(hào)噪聲比；或者盡可能早地完成模數(shù)轉(zhuǎn)換或采取隔離和屏蔽等措施。②從選擇器件入手。例如A/D轉(zhuǎn)換器采用雙積分型；或采用高抗擾度邏輯器件，通過(guò)提高閾值電平來(lái)抑制低噪聲的干擾；或采用低速邏輯器件來(lái)抑制高頻干擾；或人為地通過(guò)附加電容器，以降低某個(gè)邏輯電路的工作速度來(lái)抑制高頻干擾。對(duì)于主要由所選用的元器件內(nèi)部的熱擾動(dòng)產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲所形成的串模干擾，或在數(shù)字信號(hào)的傳送過(guò)程中夾帶的低噪聲或窄脈沖干擾，這種方法是比較有效的。③如果串模干擾的變化速度與被測(cè)信號(hào)相當(dāng)，則一般很難用上述措施來(lái)抑制這種干擾。此時(shí)應(yīng)從根本上消除產(chǎn)生串模干擾的原因。對(duì)測(cè)量元件或變送器，例如，熱電偶、壓力變送器、差壓變送器等進(jìn)行良好的電磁屏蔽。同時(shí)信號(hào)線應(yīng)選用帶有屏蔽層的雙絞線或同軸電纜線，并應(yīng)有良好的接地系統(tǒng)。此外，用數(shù)字濾波技術(shù)對(duì)已經(jīng)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的帶有串模干擾的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可較好地濾掉難以抑制的串模干擾。

2共模干擾的抑制

共模干擾的抑制能力用共模抑制比CMRR來(lái)表示Vcm為共模于擾電壓；Vcm1為系統(tǒng)輸入端由共模干擾引起的等效電壓。常見(jiàn)的共模干擾抑制方法（1）浮空方法