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維懂百科——模擬量如何抗干擾
發布時間:2021-10-11 08:37 來源:csch 閱讀:

干擾源、干擾種類及干擾現象
傳感器及儀器儀表在現場運行所受到的干擾多種多樣,具體情況具體分析,對不同的干擾采取不同的措施是抗干擾的原則。這種靈活機動的策略與普適性無疑是矛盾的,解決的辦法是采用模塊化的方法,除了基本構件外,針對不同的運行場合,儀器可裝配不同的選件以有效地抗干擾、提高可靠性。在進一步討論電路元件的選擇、電路和系統應用之前,有必要分析影響模擬傳感器精度的干擾源及干擾種類。
1、 主要干擾源
(1)靜電感應
靜電感應是由于兩條支電路或元件之間存在著寄生電容,使一條支路上的電荷通過寄生電容傳送到另一條支路上去,因此又稱電容性耦合。
(2)電磁感應
當兩個電路之間有互感存在時,一個電路中電流的變化就會通過磁場耦合到另一個電路,這一現象稱為電磁感應。例如變壓器及線圈的漏磁、通電平行導線等。
(3)漏電流感應
由于電子線路內部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內部介質或外殼等絕緣不良,特別是傳感器的應用環境濕度較大,絕緣體的絕緣電阻下降,導致漏電電流增加就會引起干擾。尤其當漏電流流入測量電路的輸入級時,其影響就特別嚴重。
(4)射頻干擾
主要是大型動力設備的啟動、操作停止的干擾和高次諧波干擾。如可控硅整流系統的干擾等。
(5)其他干擾
現場安全生產監控系統除了易受以上干擾外,由于系統工作環境較差,還容易受到機械干擾、熱干擾及化學干擾等。


干擾的種類
(1)常模干擾
常模干擾是指干擾信號的侵入在往返2條線上是一致的。常模干擾來源一般是周圍較強的交變磁場,使儀器受周圍交變磁場影響而產生交流電動勢形成干擾,這種干擾較難除掉。
(2)共模干擾
共模干擾是指干擾信號在2條線上各流過一部分,以地為公共回路,而信號電流只在往返2個線路中流過。共模干擾的來源一般是設備對地漏電、地電位差、線路本身具有對地干擾等。由于線路的不平衡狀態,共模干擾會轉換成常模干擾,就較難除掉了。
(3)長時干擾
長時干擾是指長期存在的干擾,此類干擾的特點是干擾電壓長期存在且變化不大,用檢測儀表很容易測出,如電源線或鄰近動力線的電磁干擾都是連續的交流50 Hz工頻干擾。
(4)意外的瞬時干擾
意外瞬時干擾主要在電氣設備操作時發生,如合閘或分閘等,有時也在伴隨雷電發生或無線電設備工作瞬間產生。
干擾可粗略地分為3個方面:
(a)局部產生(即不需要的熱電偶);
(b)子系統內部的耦合(即地線的路徑問題);
(c)外部產生(Bp電源頻率的干擾)。
3、干擾現象
在應用中,常會遇到以下幾種主要干擾現象:
(1)發指令時,電機無規則地轉動;
(2)信號等于零時,數字顯示表數值亂跳;
(3)傳感器工作時,其輸出值與實際參數所對應的信號值不吻合,且誤差值是隨機的、無規律的;
(4)當被測參數穩定的情況下,傳感器輸出的數值與被測參數所對應的信號數值的差值為一穩定或呈周期性變化的值;
(5)與交流伺服系統共用同一電源的設備(如顯示器等)工作不正常。
干擾進入定位控制系統的渠道主要有兩類:信號傳輸通道干擾,干擾通過與系統相聯的信號輸入通道、輸出通道進入;供電系統干擾。

信號傳輸通道是控制系統或驅動器接收反饋信號和發出控制信號的途徑,因為脈沖波在傳輸線上會出現延時、畸變、衰減與通道干擾,所以在傳輸過程中,長線的干擾是主要因素。任何電源及輸電線路都存在內阻,正是這些內阻才引起了電源的噪聲干擾,如果沒有內阻,無論何種噪聲都會被電源短路吸收,線路中也不會建立起任何干擾電壓;此外,交流伺服系統驅動器本身也是較強的干擾源,它可以通過電源對其它設備進行干擾。

抗干擾的措施
1、加1:1信號隔離器

2、加磁環

3、PLC供電加隔離變壓器

4、開關量信號和模擬量信號分開走;

5、模擬信號最好采用單獨屏蔽線。信號類型最好采用4-20mA;

6、模擬信號負載是電磁閥類的,最好能選1.5的線;

7、模擬信號和數字信號不能合用同一根多芯電纜,更不能和電源線共用電纜;

8、PLC輸入輸出信號線,必須使用屏蔽電纜,在輸入輸出側懸空,而在PLC側接地;

9、信號線纜要遠離強干擾源,如變頻器、大功率硅整流裝置和大型動力設備;

10、模擬信號和數字信號不能合用同一根多芯電纜,更不能和電源線共用電纜;

11、為了減少電子干擾對于模擬信號應使用雙絞屏蔽電纜模擬信號電纜的屏蔽層應該兩端接地,但是如果電纜兩端存在電位差將會在屏蔽層中產生等電線連接電流造成對模擬信號的干擾在這種情況下你應該讓電纜的屏蔽層一端接地。

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