檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

第6章檢測系統(tǒng)的抗干擾

與可靠性技術(shù)

6.1檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

目的：為了保證檢測系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作，在著手電路、結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計的同時，必須周密考慮和解決抗干擾問題。影響測控系統(tǒng)可靠、安全運行的主要因素是來自系統(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、元器件選擇、安裝、制造工藝和外部環(huán)境條件等。干擾對測控系統(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控系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)抗干擾措施測量單元配置與抗干擾技術(shù)主機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)字信號傳輸通道的抗干擾措施功率接口與抗干擾技術(shù)鍵盤／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)測量單元配置與抗干擾技術(shù)

1、傳感器線性化處理及零點調(diào)整軟件方法：計算法、查表法、插值法硬件方法：開環(huán)補償、閉環(huán)反饋法注意：實時控制系統(tǒng)中，對實時性要求很強采用硬件方法，如果時間足夠，應(yīng)盡量采用軟件方法，從而簡化硬件電路。有時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。因為此類轉(zhuǎn)換器是對輸入信號的積分值進(jìn)行測量，而不是測量信號的瞬時值。若干擾信號是周期性的而積分時間又為信號周期或信號周期的整數(shù)倍，則積分后干擾值為零，對測量結(jié)果不產(chǎn)生誤差?？垢蓴_措施和方法（2）信號積分用雙積分式A/D可以削弱周期性的串模干擾的影響。因為此類轉(zhuǎn)換器是對輸入信號的積分值進(jìn)行測量，而不是測量信號的瞬時值。若干擾信號是周期性的而積分時間又為信號周期或信號周期的整數(shù)倍，則積分后干擾值為零，對測量結(jié)果不產(chǎn)生誤差。抗干擾措施和方法其他措施①對于主要來自電磁感應(yīng)的串模干擾，應(yīng)盡可能早地對被測信號進(jìn)行前置放大，以提高回路中的信號噪聲比；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，通過提高閾值電平來抑制低噪聲的干擾；或采用低速邏輯器件來抑制高頻干擾；或人為地通過附加電容器，以降低某個邏輯電路的工作速度來抑制高頻干擾。對于主要由所選用的元器件內(nèi)部的熱擾動產(chǎn)生的隨機噪聲所形成的串模干擾，或在數(shù)字信號的傳送過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信號相當(dāng)，則一般很難用上述措施來抑制這種干擾。此時應(yīng)從根本上消除產(chǎn)生串模干擾的原因。對測量元件或變送器，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。同時信號線應(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)對已經(jīng)進(jìn)入計算機系統(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。常見的共模干擾抑制方法（1）浮空方法