传感器13章信号处理

1、第第12章章 信号处理及抗干扰技术信号处理及抗干扰技术 一般测量系统通常由传感器、测量电路（信号转换与信号处理电路）以一般测量系统通常由传感器、测量电路（信号转换与信号处理电路）以及显示记录部分组成。对于被测非电量变换为电路参数（及显示记录部分组成。对于被测非电量变换为电路参数（R、L、C、M）的无源型传感器（如电阻式、电感式、电容式、电涡流式等），因为传感器的无源型传感器（如电阻式、电感式、电容式、电涡流式等），因为传感器的输出是电路参数的变化，因此，需要对他们先进行激励，通过不同的转换的输出是电路参数的变化，因此，需要对他们先进行激励，通过不同的转换电路把电路参数转换成电流或电压信号，然后

2、再经过放大输出；而对于直接电路把电路参数转换成电流或电压信号，然后再经过放大输出；而对于直接把非电量变换为电学量（电流或电动热）的有源型传感器（如电压式、磁电把非电量变换为电学量（电流或电动热）的有源型传感器（如电压式、磁电式、热电式等），虽然他们输出的是电量，但仍然需要进行放大或特殊处理。式、热电式等），虽然他们输出的是电量，但仍然需要进行放大或特殊处理。因此，一个非电量检测装置（或系统）中，必须具有对电信号进行转换和处因此，一个非电量检测装置（或系统）中，必须具有对电信号进行转换和处理的电路。转换和处理电路的任务比较复杂。除了微弱信号放大、滤波外，理的电路。转换和处理电路的任务比较复杂。除

3、了微弱信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿，误差修正、量程切换等信号处还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿，误差修正、量程切换等信号处理功能。信号处理电路的重点为微弱信号放大及线性化处理。理功能。信号处理电路的重点为微弱信号放大及线性化处理。 检测装置的抗干扰问题，实际上也是电子测量装置的抗于扰问题。为了检测装置的抗干扰问题，实际上也是电子测量装置的抗于扰问题。为了有效地防止干扰，必须首先要弄清干扰的类型、来源及其传送的方式，才能有效地防止干扰，必须首先要弄清干扰的类型、来源及其传送的方式，才能根据不同的情况，提出相应的抗干扰措施，从而达到消除或减弱干扰的目的。根据不同的

4、情况，提出相应的抗干扰措施，从而达到消除或减弱干扰的目的。 12.1 信号处理技术信号处理技术12.1.1 微弱信号放大微弱信号放大12.1.1.1 测量放大器测量放大器 通常对一个单纯的微弱信号，可以采用运算放通常对一个单纯的微弱信号，可以采用运算放大器进行放大，如图大器进行放大，如图10.1.1所示。其中所示。其中U，为传，为传感器输出的电压，运算放大器为反相输入接法感器输出的电压，运算放大器为反相输入接法,U。为放大后的输出电压，此时为放大后的输出电压，此时 sU210RRUUsR1R2+-图10.1.1 运算放大器放大电路 运算放大器也可以接成同相输入形式，由于传感器的工作环境往往比较

5、恶运算放大器也可以接成同相输入形式，由于传感器的工作环境往往比较恶劣，在传感器的两个输出端上经常产生干扰较大的信号，有时是完全相同的劣，在传感器的两个输出端上经常产生干扰较大的信号，有时是完全相同的干扰信号称为共模干扰。虽然运算放大器对直接输入或同相输入的共模信号干扰信号称为共模干扰。虽然运算放大器对直接输入或同相输入的共模信号有较强的抑制能力，但是对简单的反相输入或同相输入接法，由于电路结构有较强的抑制能力，但是对简单的反相输入或同相输入接法，由于电路结构不对称，抵御共模干扰的能力很差。我们可以采用运算放大器的差动接法，不对称，抵御共模干扰的能力很差。我们可以采用运算放大器的差动接法，从比较

6、大的共模信号中检出差值信号并加以放大。从比较大的共模信号中检出差值信号并加以放大。U0R1R2+-R2+-+-R3R3R4R4N2N1Ui图10.1.2 测量放大器原理图 对于传感器输出的微弱对于传感器输出的微弱信号，通常是用一组运算放信号，通常是用一组运算放大器构成的测量放大器来进大器构成的测量放大器来进行放大的，经典的测量放大行放大的，经典的测量放大器由三个运算放大器构成，器由三个运算放大器构成，如图如图10.1.2所示。所示。 其中其中N1、N2构成同相并联差动放大器，差动输入信号和共模输入信号从构成同相并联差动放大器，差动输入信号和共模输入信号从N1、N2的同的同相输入，所以它的差动输

7、入电阻和共模输入电阻都很大相输入，所以它的差动输入电阻和共模输入电阻都很大 。对。对N1、N2来说，电路的平来说，电路的平衡对称机构也有助于失调及其漂移影响的互相抵消。运算放大器衡对称机构也有助于失调及其漂移影响的互相抵消。运算放大器N3接成差动式输入，接成差动式输入，它不但能割断共模信号的传递，还将它不但能割断共模信号的传递，还将N1、N2的双端输出变成单端输出，以适应接地负的双端输出变成单端输出，以适应接地负载的需要。不难证明这个电路的电压放大倍数为载的需要。不难证明这个电路的电压放大倍数为 调整调整R1即可改变放大倍数。即可改变放大倍数。)21(RRK1234uRR 测量放大器所采用的上

8、述电路形式，是它具有输入阻抗高、增益调节方便、测量放大器所采用的上述电路形式，是它具有输入阻抗高、增益调节方便、漂移相互补偿以及输出不包含共模信号等一系列优点。这种放大器在许多高漂移相互补偿以及输出不包含共模信号等一系列优点。这种放大器在许多高精度、低电平的放大方面是极其有用的，而且由于它的共模抑制能力强，所精度、低电平的放大方面是极其有用的，而且由于它的共模抑制能力强，所以能从高的共模信号背景中检测出微弱的有用信号。以能从高的共模信号背景中检测出微弱的有用信号。 传感器输出的微弱信号经放大后，通常面临长距离的问题，为了避免电传感器输出的微弱信号经放大后，通常面临长距离的问题，为了避免电压信号

9、在传输过程中的损失和抗干扰方面的需要，可将直流电压信号变换为压信号在传输过程中的损失和抗干扰方面的需要，可将直流电压信号变换为直流电流信号进行传输。过程控制系列仪表之间信号的传输就是采用直流电直流电流信号进行传输。过程控制系列仪表之间信号的传输就是采用直流电流。另外在对测量值进行显示时，常采用动圈表头，这也需要将直流电压变流。另外在对测量值进行显示时，常采用动圈表头，这也需要将直流电压变换为直流电流来驱动线圈。为了不受传输线路电阻变化和负载电阻大小的影换为直流电流来驱动线圈。为了不受传输线路电阻变化和负载电阻大小的影响，输出电流应具有良好的恒流特性。因此使用电压响，输出电流应具有良好的恒流特性

10、。因此使用电压电流变换器实现信号电流变换器实现信号的的电流传送时，应使变换器输出电阻尽量大，这可以减小对信号的影响，的的电流传送时，应使变换器输出电阻尽量大，这可以减小对信号的影响，同时输出电阻也应尽量大，以保持输出电流的恒流特性。电压同时输出电阻也应尽量大，以保持输出电流的恒流特性。电压电流变换器电流变换器是很不容易实现的。具体电路读者可查阅有关书籍。是很不容易实现的。具体电路读者可查阅有关书籍。12.1.2 线性化处理技术线性化处理技术 在自动检测系统中，利用多种传感器把各种被测量转换成电信号时，在自动检测系统中，利用多种传感器把各种被测量转换成电信号时，大多数传感器的输出信号和被测量之间

11、的关系并非是线性关系。这是由于大多数传感器的输出信号和被测量之间的关系并非是线性关系。这是由于不少传感的转换原理并非线性，其次是由于采用的电路（如电桥电路）的不少传感的转换原理并非线性，其次是由于采用的电路（如电桥电路）的非线性。要解决这个问题，在模拟量自动检测系统中可采用三种方法：非线性。要解决这个问题，在模拟量自动检测系统中可采用三种方法：缩小测量范围，取近似值。缩小测量范围，取近似值。采用非均匀的指示刻度。采用非均匀的指示刻度。增加非线性校正增加非线性校正环节。显然，前两种方法的局限性和缺点比较明显。下面我们着重介绍增环节。显然，前两种方法的局限性和缺点比较明显。下面我们着重介绍增加非线

12、性校正环节的方法。加非线性校正环节的方法。 通常我们在设计测量仪表时总希望得到均匀的指示刻度，这样仪表读通常我们在设计测量仪表时总希望得到均匀的指示刻度，这样仪表读数看起来清楚、方便。此外，如果仪表的刻度特性为线性，就能保证仪表数看起来清楚、方便。此外，如果仪表的刻度特性为线性，就能保证仪表在整个量程内灵敏度是相同的，从而有利于分析和处理测量结果。为了保在整个量程内灵敏度是相同的，从而有利于分析和处理测量结果。为了保证测量仪表的输出与输入之间具有线性关系，就需要在仪表中引入一种特证测量仪表的输出与输入之间具有线性关系，就需要在仪表中引入一种特殊环节，用它来补偿其他环节的非线性，这就是非线性校正

13、环节或称为殊环节，用它来补偿其他环节的非线性，这就是非线性校正环节或称为“线性化器线性化器”。 12.2 噪声源噪声源 在检测装置中，测量的信息往往是以电压或电流形式传送的，由于检测装置内在检测装置中，测量的信息往往是以电压或电流形式传送的，由于检测装置内部和外部因素的影响，使信号在传输过程的各个环节中，否可避免地要受到各种，部和外部因素的影响，使信号在传输过程的各个环节中，否可避免地要受到各种，噪声的干扰，而使信号产生不同程度的畸变，即为失真。可以说噪声是限制检测系噪声的干扰，而使信号产生不同程度的畸变，即为失真。可以说噪声是限制检测系统性能的决定因素。统性能的决定因素。 噪声一般可分为外部

14、噪声和内部噪声两大类。外部噪声有自然界噪声源噪声一般可分为外部噪声和内部噪声两大类。外部噪声有自然界噪声源(如电离如电离层的电磁现象产生的噪声层的电磁现象产生的噪声)和人为噪声源和人为噪声源(如电气设备、电台干扰等如电气设备、电台干扰等)；内部噪声又名；内部噪声又名固有噪声，它是由检测装置的各种元件内部产生的，如热噪声、散粒噪声等。噪声固有噪声，它是由检测装置的各种元件内部产生的，如热噪声、散粒噪声等。噪声与一般的电信号不同，一般的电信号可以用千个确定的时间函数来描述与一般的电信号不同，一般的电信号可以用千个确定的时间函数来描述(如正弦信如正弦信号、脉冲信号号、脉冲信号)，而噪声是不能用，而噪

15、声是不能用+个预先确定的时间函数来描述的。个预先确定的时间函数来描述的。 表征一个系统干扰的主要指标是表征一个系统干扰的主要指标是“信噪比信噪比”。信噪比。信噪比SN指的是在信号通道中，指的是在信号通道中，有用信号成分与噪声信号成分之比。设有用信号功率为有用信号成分与噪声信号成分之比。设有用信号功率为Ps，有用信号电压，有用信号电压Us，噪，噪声功率为声功率为PN，噪声电压为，噪声电压为UN，则用分贝，则用分贝(dB)单位表示的信噪比为单位表示的信噪比为 由上式可知，信噪比越大，表示噪声的影咽越小。由上式可知，信噪比越大，表示噪声的影咽越小。NNUUslg20PPslg10S/N12.2.1

16、噪声源噪声源10.2.1.1 放电噪声放电噪声 各种电子设备的噪声干扰，其产生原因多数屑于放电现象。在放电过程中各种电子设备的噪声干扰，其产生原因多数屑于放电现象。在放电过程中会向周围空间辐射出从低频到高频的电磁波，而且会传播得很远。例如在一会向周围空间辐射出从低频到高频的电磁波，而且会传播得很远。例如在一个大气压的空气中，对曲率半径较小的两电极间施加电压，电压慢慢升高时，个大气压的空气中，对曲率半径较小的两电极间施加电压，电压慢慢升高时，最初几乎无电流流过，当电压升高到一定数值时，如果电极中介质完全被电最初几乎无电流流过，当电压升高到一定数值时，如果电极中介质完全被电离时离时(称为电晕称为电

17、晕)，电极尖端引起局部破坏，电流急剧增加，形成电晕放电；，电极尖端引起局部破坏，电流急剧增加，形成电晕放电；如果继续升高电压，将会经过火花放电过渡到弧光放电，此时空气击穿，同如果继续升高电压，将会经过火花放电过渡到弧光放电，此时空气击穿，同时向周围辐射出各种频率的电磁波。这种干扰电磁波几乎对各种电子设备都时向周围辐射出各种频率的电磁波。这种干扰电磁波几乎对各种电子设备都有影响。有影响。 (1)电晕放电噪声电晕放电噪声主要来源于高压输电线，它具有间隙性，并产生脉冲电流，主要来源于高压输电线，它具有间隙性，并产生脉冲电流，从而成为一种干扰噪声。伴随电晕放电过程产生的高频振荡也是一种干扰。从而成为一

18、种干扰噪声。伴随电晕放电过程产生的高频振荡也是一种干扰。这种噪声主要对电力线载波电话、低频航空无线电台及调幅广播等产生影响，这种噪声主要对电力线载波电话、低频航空无线电台及调幅广播等产生影响，对电视和调频广播则影响不大。对电视和调频广播则影响不大。 (2)放电管放电管(如日光灯、霓虹灯如日光灯、霓虹灯)放电噪声放电噪声属于辉光放电和弧光放电。通属于辉光放电和弧光放电。通常放电管具有负阻抗特性，所以与外屯路连接时容易引起高频振荡，常放电管具有负阻抗特性，所以与外屯路连接时容易引起高频振荡，有时可达很高的频段，对电视也有影响。有时可达很高的频段，对电视也有影响。 (3)火花放电噪声火花放电噪声。例

19、如雷电、电气设备中电刷和整流子间周期性放。例如雷电、电气设备中电刷和整流子间周期性放电、火花式高频焊机、继电器触点的通断电、火花式高频焊机、继电器触点的通断(电，流很大时则会产生弧电，流很大时则会产生弧光放电光放电)、汽车发动机的点火装置等。只要在哪里电流是断续的，则、汽车发动机的点火装置等。只要在哪里电流是断续的，则此时在触点间引起的火花放电都将成为噪声源。此时在触点间引起的火花放电都将成为噪声源。 10.2.1.2 电气干扰源电气干扰源 电气噪声干扰包括工频、电子开关和脉冲发生器的感应于扰等。电气噪声干扰包括工频、电子开关和脉冲发生器的感应于扰等。10.2.1.3 固有噪声源固有噪声源 由

20、于检测装置内部元件的物理性的无规则波动所形成的固有噪声源由于检测装置内部元件的物理性的无规则波动所形成的固有噪声源有三种：热噪声、散粒噪声和接触噪声。有三种：热噪声、散粒噪声和接触噪声。12.3 共模与差模干扰共模与差模干扰 各种噪声源产生的噪声，必然要通过各种耦合方式进入检测装置，对其产生干扰。各种噪声源产生的噪声，必然要通过各种耦合方式进入检测装置，对其产生干扰。根据噪声进入信号测量电路的方式以及与有用信号的关系，可将噪声干扰分为差模根据噪声进入信号测量电路的方式以及与有用信号的关系，可将噪声干扰分为差模干扰与共模干扰。干扰与共模干扰。 12.3.1 差模干扰差模干扰 差模干扰又称串模干扰

21、、正态干扰、差模干扰又称串模干扰、正态干扰、常态干扰、横向干扰等，它使检测仪器常态干扰、横向干扰等，它使检测仪器的一个信号输入端子相对另一个信号输的一个信号输入端子相对另一个信号输入端子的电位差发生变化，即干扰信号入端子的电位差发生变化，即干扰信号与有用信号按电压源形式串联起来作用与有用信号按电压源形式串联起来作用于输入端。因为它和有用信号叠加起来于输入端。因为它和有用信号叠加起来直接作用于输入端，所以它直接影响测直接作用于输入端，所以它直接影响测量结果。差模干扰可用图量结果。差模干扰可用图10.3.1所示两所示两种方式表示，图种方式表示，图a为串联电压源形式；为串联电压源形式；图图b为并联电

22、流源形式。图中为并联电流源形式。图中es及及Rs为有为有用信号源及内阻：用信号源及内阻：Un表示等效干扰电压表示等效干扰电压In表示等效干扰电流，表示等效干扰电流，Zn为干扰源等效为干扰源等效阻抗阻抗Ri为接收器的输入电阻。为接收器的输入电阻。 esRsRiZnUn图10.3.1 差模干扰等效电路esRsRiInZna)b)12.3.2 共模干扰共模干扰 共模干扰又称纵向干扰、对地干扰、同相干扰、共态干扰等，它是相对于公共的共模干扰又称纵向干扰、对地干扰、同相干扰、共态干扰等，它是相对于公共的电位基准点电位基准点(通常为接地点通常为接地点)，在检测仪器的两个输入端子上同时出现的干扰。虽然它，在

23、检测仪器的两个输入端子上同时出现的干扰。虽然它不直接影响测量结果，但是当信号输入电路参数不对称时，它会转化为差模干扰，对不直接影响测量结果，但是当信号输入电路参数不对称时，它会转化为差模干扰，对测量产生影响。在实际测量过程中，由于共模干扰的电压一般都比较大，而且它的耦测量产生影响。在实际测量过程中，由于共模干扰的电压一般都比较大，而且它的耦合机理和耦合电路不易搞清楚，排除也比较困难，所以共模干扰对测量的影响更为严合机理和耦合电路不易搞清楚，排除也比较困难，所以共模干扰对测量的影响更为严重。重。UnZcm1Zcm2Z1Z2Zs1Zs2RsRi图10.3.3 共模干扰等效电路 共模干扰一般用等效电

24、压源表示，共模干扰一般用等效电压源表示，如图如图10.3.310.3.3表示共模干扰电压源的等表示共模干扰电压源的等效电路。图中效电路。图中e ei i，表示干扰电压源，表示干扰电压源，Z Zcm1cm1、Z Zcm2cm2表示干扰源阻抗，表示干扰源阻抗，Z Z1 1、Z Z2 2表示表示信号传输线阻抗，信号传输线阻抗，Z Zs1s1、Z Zs2s2表示信号传表示信号传输线对地漏阻抗，输线对地漏阻抗，R Ri i表示仪器输入电表示仪器输入电阻，阻，R Rs s为信号源内阻。从图中可以看为信号源内阻。从图中可以看出，共模干扰电流的通路只是部分地出，共模干扰电流的通路只是部分地与信号电路所共有；共

25、模干扰会通过与信号电路所共有；共模干扰会通过干扰电流通路和信号电流通路的不对干扰电流通路和信号电流通路的不对称性转化为差模干扰，从而影响测量称性转化为差模干扰，从而影响测量结果。结果。12.4 常用的干扰抑制技术常用的干扰抑制技术 在检测装置中常用的干扰抑制技术，是根据具体情况，对干扰加以认真在检测装置中常用的干扰抑制技术，是根据具体情况，对干扰加以认真分析后，有针对性地正确地使用，往往可以得到满意的效果。在对具体问题分析后，有针对性地正确地使用，往往可以得到满意的效果。在对具体问题进行分析时，一定要注意到信号与干扰之间的辩证关系。也就是说，干扰对进行分析时，一定要注意到信号与干扰之间的辩证关

26、系。也就是说，干扰对测量结果的影响程度，是相对信号而言的。如高电平信号允许有较大的干扰；测量结果的影响程度，是相对信号而言的。如高电平信号允许有较大的干扰；而信号电子越低，对干扰的限制也越严。通常，干扰的频率范围也是很宽的，而信号电子越低，对干扰的限制也越严。通常，干扰的频率范围也是很宽的，但是，对于一台具体的测量仪器，并非一切频率的干扰所造成的效果都相同。但是，对于一台具体的测量仪器，并非一切频率的干扰所造成的效果都相同。例如对直流测量仪表，一般都具有较大的惯性，即仪表本身具有低通滤波特例如对直流测量仪表，一般都具有较大的惯性，即仪表本身具有低通滤波特性，因此它对频率较高的交流干扰不敏感；对

27、于低频测量仪表，若输入端装性，因此它对频率较高的交流干扰不敏感；对于低频测量仪表，若输入端装有滤波器，则可将通带频率以外的干扰大大衰减。但是，若对工频干扰采用有滤波器，则可将通带频率以外的干扰大大衰减。但是，若对工频干扰采用滤波器，会将滤波器，会将50Hz的有用信号滤掉。因此，工频干扰是低频检测装置最严的有用信号滤掉。因此，工频干扰是低频检测装置最严重的问题，是不易除去的干扰，对于宽频带的检测装置，在工作频带内的各重的问题，是不易除去的干扰，对于宽频带的检测装置，在工作频带内的各种干扰都将起作用。在非电量的检测技术中，动态掼种干扰都将起作用。在非电量的检测技术中，动态掼f量应用日趋广泛，所量应

28、用日趋广泛，所用的放大器、显示器、记录仪等的频带越来越宽，因此，这些装置的抗干扰用的放大器、显示器、记录仪等的频带越来越宽，因此，这些装置的抗干扰问题也日趋重要。目前常用的抗干扰措施有如下几种。问题也日趋重要。目前常用的抗干扰措施有如下几种。 12.4.1 屏蔽技术屏蔽技术 利用铜或铝等低阻材料制成的容器，将需要防护的部分包起来或者是用利用铜或铝等低阻材料制成的容器，将需要防护的部分包起来或者是用导磁性良好的铁磁性材料制成的容器将要防护的部分包起来，此种方法主要导磁性良好的铁磁性材料制成的容器将要防护的部分包起来，此种方法主要是防止静电或电磁干扰，称之为屏蔽。是防止静电或电磁干扰，称之为屏蔽。

29、 10.4.1.1 静电屏蔽静电屏蔽 在静电场作用下，导体内部无电力线，即各点等电位。静电屏蔽就是利用了在静电场作用下，导体内部无电力线，即各点等电位。静电屏蔽就是利用了与大地相连接的导电性良好的金属容器，使其内部的电力线不外传，同时也与大地相连接的导电性良好的金属容器，使其内部的电力线不外传，同时也不使外部的电力线影响其内部。不使外部的电力线影响其内部。10.4.1.2 电磁屏蔽电磁屏蔽 电磁屏蔽是采用导电良好的金属材料做成屏蔽层，利用高频干扰电磁场在电磁屏蔽是采用导电良好的金属材料做成屏蔽层，利用高频干扰电磁场在屏蔽体，内产生涡流，再利用涡流消耗高频干扰磁场的能量，从而削弱高频屏蔽体，内产

30、生涡流，再利用涡流消耗高频干扰磁场的能量，从而削弱高频电磁场的影响。电磁场的影响。 若将电磁屏蔽层接地，则同时兼有静电屏蔽的作用。若将电磁屏蔽层接地，则同时兼有静电屏蔽的作用。10.4.2 接地技术接地技术 一般来讲检测装置电路接地是为了如下目的：安全；对信号电压有一个基准电位；一般来讲检测装置电路接地是为了如下目的：安全；对信号电压有一个基准电位；静电屏蔽的需要。在这里主要研究用接地技术来抑制噪声干扰。静电屏蔽的需要。在这里主要研究用接地技术来抑制噪声干扰。 10.4.2.1 接地线的种类接地线的种类 1)保护接地线，出于安全防护的目的将检测装置的外壳屏蔽层接地用的地线。保护接地线，出于安全

31、防护的目的将检测装置的外壳屏蔽层接地用的地线。 2)信号地线，它只是检测装置的输入与输出的零信号电位公共线，除特别情况之外，信号地线，它只是检测装置的输入与输出的零信号电位公共线，除特别情况之外，一般与真正大地是隔绝的。信号地线分为两种：模拟信号地线及数字信号地线一般与真正大地是隔绝的。信号地线分为两种：模拟信号地线及数字信号地线 3)信号源地线，它是传感器本身的信号电位基准公共线。信号源地线，它是传感器本身的信号电位基准公共线。 4)交流电源地线。交流电源地线。 在检测装置中，上列四种地线一般应分别设置，以消除各地线之间的相互干扰。在检测装置中，上列四种地线一般应分别设置，以消除各地线之间的

32、相互干扰。 10.4.1.3 低频磁屏蔽低频磁屏蔽 在低频磁场干扰下，采用高导磁材料作屏蔽层以便将干扰磁力线限制在在低频磁场干扰下，采用高导磁材料作屏蔽层以便将干扰磁力线限制在磁阻很小的磁屏蔽体内部，防止其干扰作用。磁阻很小的磁屏蔽体内部，防止其干扰作用。12.4.2.2 检测装置的接地线系统检测装置的接地线系统 通常在检测装置中至少要有三种分开的地线，如图通常在检测装置中至少要有三种分开的地线，如图10.4.2所示。若设备使用所示。若设备使用交流电源时，则交流电源地线应和保护地线相连。图中三条地线应连在一起交流电源时，则交流电源地线应和保护地线相连。图中三条地线应连在一起并通过一点接地。使用

33、这种接地方式可以避免公共地线各点电位不均匀所产并通过一点接地。使用这种接地方式可以避免公共地线各点电位不均匀所产生的干扰。生的干扰。信号地线(低电平电路)电源地线保护地线、(机壳 机架 机箱)图10.4.2 三种地线分开设置图 为了使屏蔽在防护检测装置不受外界电场的电容性或电阻性漏电影响时充为了使屏蔽在防护检测装置不受外界电场的电容性或电阻性漏电影响时充分发挥作用，应将屏蔽线接到大地上。但是大地各处电位很不一致，如果一分发挥作用，应将屏蔽线接到大地上。但是大地各处电位很不一致，如果一个测量系统在两点接地，因两接地点不易获得同一电位，从而对两点个测量系统在两点接地，因两接地点不易获得同一电位，从

34、而对两点(多点多点)接地电路造成干扰。这时地电位是装置输入端共模干扰电压的主要来源。因接地电路造成干扰。这时地电位是装置输入端共模干扰电压的主要来源。因此，对一个测量电路只能一点接地。此，对一个测量电路只能一点接地。 12.4.4 平衡电路平衡电路 平衡电路又称对称电路。它是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导平衡电路又称对称电路。它是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其他导线电路结构对称，对应阻抗相等。例如，电线的所有电路，对地或对其他导线电路结构对称，对应阻抗相等。例如，电桥电路和差分放大器等电路就属于平衡电路。采用平衡电路可以使对称电路桥电路和差分放大器等电路就属于平衡电路。采用平衡电路可以使对称电路结构所检拾的噪声相等，并可以在负载上自行抵消。结构所