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免费仪表技师论文


雷达等通过天线会发射强烈的电波,高频加热设备也会产生射频辐射。电磁波在测试系统的传输线上以及接收天线上,会感位出大小不等的射频信号。有的电磁波在接收天线上产生的电动势比欲接收的信号电动势大上万倍。这类干扰的频带有限且可知,选择适当滤波器即可消除。

1.5 静电干扰

摩擦产生的静电作为能源来说是很小的,但是电压可达数万伏。带有高电位的人接触测试系统时,人体上的电荷会向系统放电,急剧的放电电流造成噪声干扰,能影响测试系统的正常工作。

2 来自测试系统的内部的干扰

2.1 电源干扰

所产生的干扰主要是从电源和电源引线侵入系统。情况如下:

当系统与其它经常变动的大负载共用电源时,会产生电源噪声。

当使用较长的电源引线来进行传输时,所产生电压降及感应电势等也会形成噪声。

系统所需的直流电源,一般均为由电网交流电经滤波、稳压后提供,有时会因某种原因净化不佳,对系统产生干扰。这种干扰常给高精度系统带来麻烦,应引起重视。

2.2 地线干扰

测试系统往往共用一个直流电源或不同电源共用一个地线。因此,当各部分电路的电流均流过公共地线时,会在其上产生电压降,形成相互影响的噪声干扰信号。这种情况在数字电路和模拟电路共地时非常明显。图2(a)中Rcm是模拟系统和数字系统的公共接地线的电阻。通常,数字系统的入地电流比模拟系统大得多,并且有较大的波动噪音。即使Rcm很小,数字电路也会在其两端形成较高电压,使模拟系统的接地电压不能为零。图2(b)中模拟电路是测量前置放大器,数字系统的入地电流(若为2A)在Rcm(若为0.01Ω)上产生电压(20mV),此电压与测量电压Vs叠加。若Vs=100mV,那么测量精度将会低于20%。

2.3 信号通道的耦合干扰

往往传感器设在生产现场,而显示、记录等测量装置则安置在离传感器有一定距离的控制室内。两者之间需要很长的信号传输线,信号在传输过程中很容量受到干扰,导致所传输的信号发生畸变或失真,所产生的干扰主要有:传输线周围空间电磁场对传输线的电磁感应干扰;当两条或两条以上信号强弱不同的线相互靠得很近时,通过线间分布电路和互感而形成的线间干扰,即输线间的串扰。

2.3.1 容性(电场)耦合干扰

当干扰源产生的干扰是以电压形式出现时,干扰源与信号电路之间就存在容性(电场)耦合,这时干扰电压线电容耦合到信号电路,形成干扰源。

对于平行导线,由于分布电容较大,容性耦合较严重。在图3(a)中,导线1和导线2是两条平行线,C1和C2分别是各线对地的分布电容,C12是两线间分布的耦合电容,V1是导线1对地电压,R是导线2对地电阻。由图3(b)等效电路可得导线1电压通过耦合导线2上产生的电压V2为:

当R>>1/jω(C12+C2)时,式(1)可简化为:

V2=C12V1/(C12+C2) (2)

此时V2按电容分压,这种耦合情况是严重的。

当R<<1/jω(C12+C2)时,则式(1)可简化为:

V2=jωC12RV1 (3)

由式(1)、(2)、(3)可知,容性耦合干扰随着耦合电容的增大而增大。

2.3.2 感性(磁性)耦合

当干扰源是以电流形式出现的,此电流所产生的磁场通过互感耦合对邻近信号形成干扰。图4是互感耦合示意图,两邻近导互之间存在分布互感M,M=φ/I1(其中,I1是流过导线1的电流,φ是电流I1产生的与导线2交线的磁通),由互感耦合在导线2上形成的互感电压为V2=2ωMI1,此电压在导线上是串联的。从式中可知V2与干扰的频率和互感量成正比。

2.4 测试系统内部的其它干扰

测试系统由于设计不良或某些器件在工作时会形成干扰。这些内部干扰一般比较微弱,但对于小信号高精密测试系统来说却不可忽视。

2.4.1 温差电势

当电流回路的导线采用不同的金属,并且在连接处具有不同的温度时,则在回路内将产生温差电势。在图5中,如一支路R为康铜,另一支路RL为

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