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一、前言
傳感器變送器的應用非常廣泛，不論是在工業、農業、國防建設，還是在日常生活、教(jiao)育(yu)事(shi)業(ye)以(yi)及(ji)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)等(deng)領(ling)域(yu)，處(chu)處(chu)可(ke)見(jian)模(mo)擬(ni)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)身(shen)影(ying)。但(dan)在(zai)模(mo)擬(ni)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)設(she)計(ji)和(he)使(shi)用(yong)中(zhong)，都(dou)有(you)一(yi)個(ge)如(ru)何(he)使(shi)其(qi)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)達(da)到(dao)最(zui)高(gao)的(de)問(wen)題(ti)。
而眾多的幹擾一直影響著傳感器的測量精度，如：現場大耗能設備多，特別是大功率感性負載的啟停往往會使電網產生幾百伏甚至幾千伏的尖脈衝幹擾；
工業電網欠壓或過壓（涉縣鋼鐵廠供電電壓在160V～310V波動），常常達到額定電壓的35％左右，這種惡劣的供電有時長達幾分鍾、幾小時，甚至幾天；各種信號線綁紮在一起或走同一根多芯電纜，信號會受到幹擾，特別是信號線與交流動力線同走一個長的管道中幹擾尤甚；
多路開關或保持器性能不好，也會引起通道信號的竄擾；
空間各種電磁、氣象條件、雷電甚至地磁場的變化也會幹擾傳感器的正常工作；
此外，現場溫度、濕度的變化可能引起電路參數發生變化，腐蝕性氣體、酸堿鹽的作用，野外的風沙、雨淋，甚至鼠咬蟲蛀等都會影響傳感器的可靠性。
模擬傳感器輸出的一般都是小信號，都存在小信號放大、處理、整形以及抗幹擾問題，也就是將傳感器的微弱信號精確地放大到所需要的統一標準信號(如1VDC～5VDC或4mADC～20mADC)，並達到所需要的技術指標。
zhejiuyaoqiushejizhizuozhebixuzhuyidaomonichuanganqidianlutushangweibiaoshichulaidemouxiewenti，jikangganraowenti。zhiyougaoqingchumonichuanganqideganraoyuanyijiganraozuoyongfangshi，shejichuxiaochuganraodedianluhuoyufangganraodecuoshi，cainengdadaoyingyongmonichuanganqidezuijiazhuangtai。
二、幹擾源、幹擾種類及幹擾現象
傳(chuan)感(gan)器(qi)及(ji)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)在(zai)現(xian)場(chang)運(yun)行(xing)所(suo)受(shou)到(dao)的(de)幹(gan)擾(rao)多(duo)種(zhong)多(duo)樣(yang)，具(ju)體(ti)情(qing)況(kuang)具(ju)體(ti)分(fen)析(xi)，對(dui)不(bu)同(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)采(cai)取(qu)不(bu)同(tong)的(de)措(cuo)施(shi)是(shi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)的(de)原(yuan)則(ze)。這(zhe)種(zhong)靈(ling)活(huo)機(ji)動(dong)的(de)策(ce)略(lve)與(yu)普(pu)適(shi)性(xing)無(wu)疑(yi)是(shi)矛(mao)盾(dun)的(de)，解(jie)決(jue)的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)方(fang)法(fa)，除(chu)了(le)基(ji)本(ben)構(gou)件(jian)外(wai)，針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)的(de)運(yun)行(xing)場(chang)合(he)，儀(yi)器(qi)可(ke)裝(zhuang)配(pei)不(bu)同(tong)的(de)選(xuan)件(jian)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)抗(kang)幹(gan)擾(rao)、提高可靠性。在進一步討論電路元件的選擇、電路和係統應用之前，有必要分析影響模擬傳感器精度的幹擾源及幹擾種類。
1、主要幹擾源
（1）靜電感應
靜(jing)電(dian)感(gan)應(ying)是(shi)由(you)於(yu)兩(liang)條(tiao)支(zhi)電(dian)路(lu)或(huo)元(yuan)件(jian)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)著(zhe)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)，使(shi)一(yi)條(tiao)支(zhi)路(lu)上(shang)的(de)電(dian)荷(he)通(tong)過(guo)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)傳(chuan)送(song)到(dao)另(ling)一(yi)條(tiao)支(zhi)路(lu)上(shang)去(qu)，因(yin)此(ci)又(you)稱(cheng)電(dian)容(rong)性(xing)耦(ou)合(he)。
（2）電磁感應
danglianggedianluzhijianyouhugancunzaishi，yigedianluzhongdianliudebianhuajiuhuitongguocichangouhedaolingyigedianlu，zheyixianxiangchengweidianciganying。lirubianyaqijixianquandelouci、通電平行導線等。
（3）漏電流感應
由於電子線路內部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電dian容rong內nei部bu介jie質zhi或huo外wai殼ke等deng絕jue緣yuan不bu良liang，特te別bie是shi傳chuan感gan器qi的de應ying用yong環huan境jing濕shi度du較jiao大da，絕jue緣yuan體ti的de絕jue緣yuan電dian阻zu下xia降jiang，導dao致zhi漏lou電dian電dian流liu增zeng加jia就jiu會hui引yin起qi幹gan擾rao。尤you其qi當dang漏lou電dian流liu流liu入ru測ce量liang電dian路lu的de輸shu入ru級ji時shi，其qi影ying響xiang就jiu特te別bie嚴yan重zhong。
（4）射頻幹擾
主要是大型動力設備的啟動、操作停止的幹擾和高次諧波幹擾。如可控矽整流係統的幹擾等。
（5）其他幹擾
現場安全生產監控係統除了易受以上幹擾外，由於係統工作環境較差，還容易受到機械幹擾、熱幹擾及化學幹擾等。
2、幹擾的種類
（1）常模幹擾
常模幹擾是指幹擾信號的侵入在往返2tiaoxianshangshiyizhide。changmoganraolaiyuanyibanshizhouweijiaoqiangdejiaobiancichang，shiyiqishouzhouweijiaobiancichangyingxiangerchanshengjiaoliudiandongshixingchengganrao，zhezhongganraojiaonanchudiao。
（2）共模幹擾
共模幹擾是指幹擾信號在2條線上各流過一部分，以地為公共回路，而信號電流隻在往返2個線路中流過。共模幹擾的來源一般是設備對地漏電、地電位差、線路本身具有對地幹擾等。由於線路的不平衡狀態，共模幹擾會轉換成常模幹擾，就較難除掉了。
（3）長時幹擾
changshiganraoshizhichangqicunzaideganrao，cileiganraodetedianshiganraodianyachangqicunzaiqiebianhuabuda，yongjianceyibiaohenrongyicechu，rudianyuanxianhuolinjindonglixiandedianciganraodoushilianxudejiaoliu50Hz工頻幹擾。
（4）意外的瞬時幹擾
意外瞬時幹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。
幹擾可粗略地分為3個方麵：
（a）局部產生（即不需要的熱電偶）；
（b）子係統內部的耦合(即地線的路徑問題)；
（c）外部產生（Bp電源頻率的幹擾）。
3、幹擾現象
在應用中，常會遇到以下幾種主要幹擾現象：
（1）發指令時，電機無規則地轉動；
（2）信號等於零時，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）與交流伺服係統共用同一電源的設備(如顯示器等)工作不正常。
幹擾進入定位控製係統的渠道主要有兩類：信號傳輸通道幹擾，幹擾通過與係統相聯的信號輸入通道、輸出通道進入；供電係統幹擾。
信號傳輸通道是控製係統或驅動器接收反饋信號和發出控製信號的途徑，因為脈衝波在傳輸線上會出現延時、畸變、衰(shuai)減(jian)與(yu)通(tong)道(dao)幹(gan)擾(rao)，所(suo)以(yi)在(zai)傳(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)，長(chang)線(xian)的(de)幹(gan)擾(rao)是(shi)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)。任(ren)何(he)電(dian)源(yuan)及(ji)輸(shu)電(dian)線(xian)路(lu)都(dou)存(cun)在(zai)內(nei)阻(zu)，正(zheng)是(shi)這(zhe)些(xie)內(nei)阻(zu)才(cai)引(yin)起(qi)了(le)電(dian)源(yuan)的(de)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)，如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)內(nei)阻(zu)，無(wu)論(lun)何(he)種(zhong)噪(zao)聲(sheng)都(dou)會(hui)被(bei)電(dian)源(yuan)短(duan)路(lu)吸(xi)收(shou)，線(xian)路(lu)中(zhong)也(ye)不(bu)會(hui)建(jian)立(li)起(qi)任(ren)何(he)幹(gan)擾(rao)電(dian)壓(ya)；此外，交流伺服係統驅動器本身也是較強的幹擾源，它可以通過電源對其它設備進行幹擾。
三、抗幹擾的措施
1、供電係統的抗幹擾設計
對傳感器、儀器儀表正常工作危害最嚴重的是電網尖峰脈衝幹擾，產生尖峰幹擾的用電設備有：電焊機、大電機、可控機、繼電接觸器、帶鎮流器的充氣照明燈，甚至電烙鐵等。尖峰幹擾可用硬件、軟件結合的辦法來抑製。
（1）用硬件線路抑製尖峰幹擾的影響
常用辦法主要有三種：
①在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設計的幹擾控製器，將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上，從而減弱其破壞性；
②在儀器交流電源輸入端加超級隔離變壓器，利用鐵磁共振原理抑製尖峰脈衝；
③在儀器交流電源的輸入端並聯壓敏電阻，利用尖峰脈衝到來時電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓，從而削弱幹擾的影響。
（2）利用軟件方法抑製尖峰幹擾
對於周期性幹擾，可以采用編程進行時間濾波，也就是用程序控製可控矽導通瞬間不采樣，從而有效地消除幹擾。
（3）采用硬、軟件結合的看門狗（watchdog）技術抑製尖峰脈衝的影響
軟件：在定時器定時到之前，CPU訪問一次定時器，讓定時器重新開始計時，正常程序運行，該定時器不會產生溢出脈衝，watchdog也就不會起作用。一旦尖峰幹擾出現了“飛程序”，則CPU就不會在定時到之前訪問定時器，因而定時信號就會出現，從而引起係統複位中斷，保證智能儀器回到正常程序上來。
（4）實行電源分組供電，例如：將執行電機的驅動電源與控製電源分開，以防止設備間的幹擾。
（5）采用噪聲濾波器也可以有效地抑製交流伺服驅動器對其它設備的幹擾。該措施對以上幾種幹擾現象都可以有效地抑製。
（6）采用隔離變壓器
考慮到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初、次級線圈的互感耦合，而是靠初、次級寄生電容耦合的，因此隔離變壓器的初、次級之間均用屏蔽層隔離，減少其分布電容，以提高抵抗共模幹擾能力。
（7）采cai用yong高gao抗kang幹gan擾rao性xing能neng的de電dian源yuan，如ru利li用yong頻pin譜pu均jun衡heng法fa設she計ji的de高gao抗kang幹gan擾rao電dian源yuan。這zhe種zhong電dian源yuan抵di抗kang隨sui機ji幹gan擾rao非fei常chang有you效xiao，它ta能neng把ba高gao尖jian峰feng的de擾rao動dong電dian壓ya脈mai衝chong轉zhuan換huan成cheng低di電dian壓ya峰feng值zhi（電壓峰值小於TTL電平）的電壓，但幹擾脈衝的能量不變，從而可以提高傳感器、儀器儀表的抗幹擾能力。
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