鐵道機(jī)車專業(yè)教學(xué)83課件

鐵道機(jī)車專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)《機(jī)車車輛檢測(cè)技術(shù)》課程湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院趙驊傳感器的抗干擾技術(shù)目錄CONTENTS01屏蔽技術(shù)02接地技術(shù)屏蔽技術(shù)利用金屬材料制成容器，將需要防護(hù)的電路包在其中，可以防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)的耦合干擾，此種方法稱為屏蔽。屏蔽可以分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻磁屏蔽等幾種。屏蔽技術(shù)1.靜電屏蔽根據(jù)電學(xué)原里，靜電場(chǎng)中的密閉空心導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電力線，亦即內(nèi)部各點(diǎn)等電位。靜電屏蔽就是利用這個(gè)原理，以銅或鋁等導(dǎo)電性良好的金屬為材料，制作封閉的金屬容器，并與地線連接，把需要屏蔽的電路置于其中，使外部干擾電場(chǎng)的電力線不影響其內(nèi)部的電路；反過(guò)來(lái)，內(nèi)部電路產(chǎn)生的電力線也無(wú)法外逸去影響外電路。屏蔽技術(shù)2.電磁屏蔽電磁屏蔽也是采用導(dǎo)電良好的金屬材料作屏蔽罩，利用電渦流原理，使高頻干擾電磁場(chǎng)在屏蔽金屬內(nèi)產(chǎn)生電渦流，消耗干擾磁場(chǎng)的能量，并利用渦流磁場(chǎng)抵消高頻干擾磁場(chǎng)，從而使電磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受高頻電磁場(chǎng)的影響。若將電磁屏蔽層接地，則同時(shí)兼有靜電屏蔽作用。通常使用的銅質(zhì)網(wǎng)狀屏蔽電纜就能同時(shí)起電磁屏蔽和靜電屏蔽的作用。屏蔽技術(shù)3.低頻磁屏蔽在低頻磁場(chǎng)中，電渦流作用不太明顯，因此必須采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層，以便將低頻干擾磁力線限制在磁阻很小的磁屏蔽層內(nèi)部，使低頻磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。在干擾嚴(yán)重的地方常使用復(fù)合屏蔽電纜，其最外層是低磁導(dǎo)率、高飽和的鐵磁材料，內(nèi)層是高磁導(dǎo)率、低飽和的鐵磁材料，最里層是銅質(zhì)電磁屏蔽層，以便一步步地消耗干擾磁場(chǎng)的能量。在工業(yè)中常用的辦法是將屏蔽線穿在鐵質(zhì)蛇皮管或普通鐵管內(nèi)，達(dá)到雙重屏蔽的目的。接地技術(shù)接地起源于強(qiáng)電技術(shù)，它的本意是接大地，主要著眼于安全，這種地線也稱為“保安地線”，它的接地電阻值必須小于規(guī)定的數(shù)值。對(duì)于儀器、通信、計(jì)算機(jī)等電子技術(shù)來(lái)說(shuō)，“地線”多是指電信號(hào)的基準(zhǔn)電位，也稱為“公共參考端”，它除了作為各級(jí)電路的電流通道之外，還是保證電路工作穩(wěn)定、抑制干擾的重要環(huán)節(jié)。它可以是接大地的，也可以是與大地隔絕的，例如飛機(jī)、衛(wèi)星，上的地線。因此通常將儀器設(shè)備中的公共參考端稱為信號(hào)地線。接地技術(shù)1.地線的種類(1)模擬信號(hào)地線：它是模擬信號(hào)的零信號(hào)電位公共線，因?yàn)槟M信號(hào)有時(shí)較弱，易受干擾，所以對(duì)模擬信號(hào)地線的橫截面積應(yīng)盡量大些。(2)數(shù)字信號(hào)地線：它是數(shù)字信號(hào)的零電平公共線。由于數(shù)字信號(hào)處于脈沖工作狀態(tài)，動(dòng)態(tài)脈沖電流在接地阻抗上產(chǎn)生的壓降往往成為微弱模擬信號(hào)的干擾源，為了避免數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾，兩者的地線應(yīng)分別設(shè)置為宜。接地技術(shù)1.地線的種類(3)信號(hào)源地線：傳感器可看做是測(cè)量裝置的信號(hào)源，通常傳感器安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，而測(cè)量裝置設(shè)在離現(xiàn)場(chǎng)一定距離的控制室內(nèi)，從測(cè)量裝置的角度看，可認(rèn)為傳感器的地線就是信號(hào)源地線。它必須與測(cè)量裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪B接才能提高整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾能力。(4)負(fù)載地線：負(fù)載的電流一般都較前級(jí)信號(hào)電流大得多，負(fù)載地線上的電流有可能干擾前級(jí)微弱的信號(hào)，因此負(fù)載地線必須與其他地線分開(kāi)，有時(shí)兩者在電氣上甚至可以是絕緣的，信號(hào)通過(guò)磁耦合器或光耦合器來(lái)傳輸。接地技術(shù)2.低頻電路(f<10MHz)一點(diǎn)接地對(duì)于上述四種地線一般應(yīng)分別設(shè)置，在電位需要連通時(shí)，也必須仔細(xì)選擇合適的點(diǎn)，在一個(gè)地方相連，才能消除各地線之間的干擾。(1)單級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則。如圖10-1a所示，單級(jí)選頻放大器的原理電路上有7個(gè)線端需要接地，如果只從原理圖的要求進(jìn)行接線，則這7個(gè)線端可接在接地母線上的任意點(diǎn)上，這幾個(gè)點(diǎn)可能相距較遠(yuǎn)，不同點(diǎn)之間的電位差就有可能成為這級(jí)電路的干擾信號(hào)，因此應(yīng)采取圖10-1b所示的一點(diǎn)接地方式。接地技術(shù)2.低頻電路(f<10MHz)一點(diǎn)接地(2)多級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則。如圖10-2a所示的多級(jí)電路中，利用了一段公用地線后，再在一點(diǎn)接地，它雖然避免了很多接地可能產(chǎn)生的干擾，但是在這段公用地線上卻存在著A、B、C三點(diǎn)不同的對(duì)地電位差，有可能產(chǎn)生共阻抗干擾。當(dāng)各級(jí)電平相差較大時(shí)，高電平電路將會(huì)產(chǎn)生較大的地電流干擾低電平電路。只有當(dāng)級(jí)數(shù)較多，電平相差不大時(shí)這種接地方式才可勉強(qiáng)使用。圖10-2b采用了分別接地方式，適用于1MHz以下的低頻電路。它們只與本電路的地電流和地線阻抗有關(guān)。接地技術(shù)3.高頻電路(f>10MHz)大面積就近多點(diǎn)接地