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行业资讯

显示仪表的干扰源有哪些

一、数字显示仪器的原理和组成  

  数字显示仪器一般由三个主要部分组成:模数转换,非线性补偿和比例转换。它将电信号作为输入,并通过数字显示直接测量。数字显示的关键是通过A / D转换器将连续变化的模拟量转换为间歇数字量。在生产中,需要显示由仪表反映的显示值作为测量参数的函数,并且需要自动补偿其他干扰因素。这些函数关系中的一些是线性的,但大多数是非线性的。为了以绝对值显示测量参数,对于显示仪器,必须对测量参数进行一些必要的计算,处理和非线性补偿,并补偿其他参数对测量参数的影响。在A / D转换中,使用特定的测量单位量化连续变化的模拟量,以获得近似的间歇数字量。测量单位越小,量化误差越小,A / D转换器的频率响应越高,前置放大器的稳定性等越高,数字量越接近数值。连续数量本身。该过程由诸如双积分型,电压频率转换型,脉冲宽度调制型和连续比较电压反馈编码型的A / D转换器实现。非线性补偿或比例转换是检测信号的必要计算,因此数字显示仪表可以表示测量参数的直接数。模拟非线性补偿通过改变运算放大器的放大系数来补偿不同的输入电压范围,而数字非线性补偿是将测量参数的模拟量转换为A数字量然后进入非线性补偿。该链接具有精度高,通用性强的优点。随着电子数字计算机的发展,规模转换和非线性补偿任务由计算机完成。  

二、在仪器应用中显示抗干扰措施  

(1)产生干扰  

  在生产中,测量参数通常被转换为弱的低电平电压信号并长距离传输到显示仪器(由于显示仪器应用环境的复杂性(大量周围强交变磁场,电场,振动,热噪声,强辐射,温度效应,电源,有时长达数百米)等等,以便在显示仪表的输入端加上电气干扰,加上仪器内部的电源变压器,继电器,开关和电源线干扰源会对测量产生影响。

  当有很大的干扰时(in检测信号的干扰主要有强磁场和电场:当干扰源为低电压和大电流时,干扰源主要是磁场;当干扰源是高电压和小电流时,干扰源就在附近主要是电场),经常通过以下方式(如串联模式干扰,共模干扰等)叠加在信号线上,进入仪表。  

1、电磁感应(指磁耦合)。 

  在大功率变压器,交流电动机,大电流电网等周围空间,有强大的交变磁场和控制系统(检测,传输,转换,调整,计算,执行,形成辅助线,显示线等。闭环将在这个变化的磁场中被感应可能的是,信号源和仪器之间的连接线以及仪表内部的布线通过磁耦合在电路中形成干扰。该电磁感应电位与有用信号串联。当信号源远离显示仪器时,干扰更加突出。此外,高频发生器,带换向器的电机等也会产生高频干扰。  

2、静电感应(指电耦合)。 

  静电感应是两个电场相互作用的结果。在相反的两根导线中,如果其中一根导线的电位发生变化,另一根导线的电位也会因导线之间的电容变化而发生变化,并且干扰源通过电容耦合在环路中形成干扰。   

3、额外的热电势和化学势。 

  由于不同金属产生的热电势和金属腐蚀产生的化学势,在电路回路中形成直流电干扰。  

4、振动。 

  在高度振动的环境中,导线由于其在磁场中的运动而产生感应电位。这种干扰与信号串联,并以串联模式干扰的形式进入仪器。  

5、不同地电位引入的干扰。 

  在大功率电气设备附近,当设备的绝缘性能较差时,引入不同接地电位的电位差形成干扰,而在仪器的使用中,往往有两个以上输入端的连接点。这将以共模干扰的形式将不同接地点的电位差引入仪器中,共同发生在两条信号线上。  

6、信号源是不平衡的桥。 

  当桥式电源接地时,除桥的对角线的不平衡电压(即信号电压)外,两条信号线都有一个共同的共模干扰电压。虽然共模干扰不与信号重叠并且不直接影响仪表,但它可以通过测量系统形成漏电流到地面。电阻器的耦合可直接作用于仪表(或放大器)以产生干扰。  

7、除了模拟电路之外,还可以将一些脉冲形干扰电压施加到模拟电路。有时,干扰电压是由感应负载(如开关,电机和继电器)以及产生放电的设备产生的。  

(2)、抑制干扰  

  由于存在干扰源而形成干扰问题,并且通过某个耦合信道影响仪器。为了减少这些影响,在设计仪器时应考虑抑制干扰,并应最大限度地抵抗干扰。 

在实际应用中,找到并结合扭曲,屏蔽,接地,平衡,滤波和隔离的方法来切断耦合通道以抑制干扰。同时,显示仪器要求具有耐高温,低温,高压,耐腐蚀,高粘度等动态特性,以减少测量参数的测量误差。 

1、串联模式干扰的抑制方法(串行模式干扰是叠加在仪器输入端检测到的信号上的干扰电压)串行模式干扰可以在信号源处产生,很可能被感知或从领导收到。由于串行模式干扰与被测信号位于同一位置,一旦生成字符串模式干扰后,其有害影响往往不易消除,因此应首先予以防范。 

(1)信号线包裹:对于电磁感应,必须使电线远离高压设备和电网,调整电线方向,减少电线回路面积。只调整导线方向和两条信号线。短距离绞合,干扰电压可降至原来的1 / 10~1 / 100;对于静电感应,当两条信号线被扭曲和扭曲时,两条信号线是当干扰源的距离近似相等时(导线经常被扭曲到直径的20倍),该区域由信号环包围的信号可以大大减小,并且电场可以通过两条信号线上的电感耦合进入环路。模式干扰电位差大大减小。  

(2)屏蔽:为了进一步防止电场干扰,信号线可以用金属网包裹(或金属皮),然后将屏蔽电缆直接施加到外面包或信号线上,并将屏蔽层接地。由于非磁屏蔽层对50Hz的磁场没有影响,如果需要,可以将信号线插入铁管中,从而使信号线被磁屏蔽。静电屏蔽后,感应电位可降至原来的1 / 100~1 / 1000。 

(3)滤波:对于变速非常慢的直流信号,在仪器的输入端添加滤波电路,以最大限度地减少与有效信号混合的干扰。在输入级之前经常添加一个二至三级RC滤波器电路,内部电阻较低的双T型滤波器更好。  

(4)取消:双积分型和脉冲宽度调节型等数字仪表对输入信号的平均值进行A / D转换而不是瞬时值,可以平均一些串行模式干扰。 

(5)尝试将信号线与电源线分开。合理布线,在允许的条件下,电线的电流反向,以减少彼此产生的磁场的干扰;信号线不允许与电源线平行放置,也不应通过同一个穿线孔进入仪器内。低电平信号线应连接到信号端子的相邻位置,并使用最短的无捻线,以减小感应干扰的面积。绝对禁止在电源线和信号线上使用相同的电缆。请勿对高低线使用相同的接线插头。必要时,将高低线分别放在连接器旁边,接地端子和备用端子间隔开。  

2、共模干扰抑制(共模干扰是仪器的任何输入与地之间的干扰)  

(1)正确接地。 

  接地的含义可以理解为获得等电位点或平面,它是电路或系统的参考电位,但不一定是地电位。出于安全原因,仪表和信号源外壳接地并保持零电位。但是,当接地方法处理不当时,将形成接地回路以将干扰引入仪器。为了提高仪器的抗干扰能力,放大器通常与低电平测量仪器中的仪器外壳(接地)绝缘(即,放大器是使干扰无法进入的方法。在低电平测试中,信号线只应在一点接地,信号线的屏蔽层必须同时接地。无论是信号线还是仪表等,都必须正确屏蔽接地和屏蔽。解决了大部分干扰问题。当未接地的信号源连接到接地放大器时,信号线屏蔽应连接到放大器的公共端。当接地信号源连接到非接地放大器时,即使信号源未接地,信号线屏蔽应连接到信号源的公共端,使其保持为零电位,可以有效地切断电位的漏电流。提高测量信号的抗干扰能力,是测量系统中常用的方法。  

(2)仪器采用双层屏蔽浮动保护技术:

  为了提高仪器的抗共模干扰能力,仪器仪表采用双层屏蔽浮动保护,放大器输入部分浮动。除了使用外壳作为屏蔽外,还使用内部屏蔽来屏蔽放大器的输入部分。放大器输入部分和内屏蔽之间的两个屏蔽层之间没有电气连接。内屏蔽不应连接到仪器外壳。相反,应拉出单独的导线作为保护屏蔽以连接到信号线的屏蔽,使得保护屏蔽延伸到信号线的整个长度,并且信号线在源处被屏蔽。在一点接地,使仪器的输入保护罩和信号屏蔽稳定信号源并处于等电位状态。因此,屏蔽可用于降低耦合到导体的共模电压。  

(3)平衡电路的应用:系统的稳定性取决于平衡信号源,信号线,负载平衡和其他杂散分布参数。

  为了提高仪器的抗共模干扰能力,采用平衡措施来均衡两条线路上转换的电压,从而降低耦合到负载的共模电压。  

(4)抑制电源引入干扰:仪表内部的主要干扰来自小型电力变压器产生的漏电流。

  为了防止漏电流干扰,变压器的初级绕组可以放置在屏蔽层中,屏蔽层接地。此时,变压器初级绕组上的相电压通过屏蔽层的分布电容,使泄漏电流直接流入地,而没有放大器,测量电路和信号源发生干扰。为了防止电源变压器引入干扰,三层屏蔽结构,即电源变压器的主屏蔽层直接接地到外壳,电源装置的次级绕组连接到所有屏蔽层,放大器电源和放大器接地的次级绕组屏蔽层等。电位状态。电源引起的脉冲式干扰对数字电路影响很大。应在电源线上安装高频滤波器。滤波器应安装在铁屏蔽盒中,其输入和输出引线由穿通电容器滤波。 



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