检测系统的抗干扰技术

第6章检测系统的抗干扰

与可靠性技术

6.1检测系统的抗干扰技术

目的：为了保证检测系统稳定可靠地工作，在着手电路、结构和软件设计的同时，必须周密考虑和解决抗干扰问题。影响测控系统可靠、安全运行的主要因素是来自系统内部和外部的各种电气干扰，以及系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。干扰对测控系统造成的影响1、数据采集误差加大2、控制状态失灵3、数据受干扰发生变化4、程序运行失常干扰和噪声源

①空间（电磁感应）②传输通道③配电系统一、硬件抗干扰措施

无源滤波器有源滤波器去耦电路屏蔽技术与双绞线传输隔离技术接地技术反射波干扰及抑制静电放电干扰及抑制漏电干扰的防止措施测控系统的各个环节抗干扰措施测量单元配置与抗干扰技术主机单元配置与抗干扰技术D/A、A/D单元配置与抗干扰技术数字信号传输通道的抗干扰措施功率接口与抗干扰技术键盘／显示单元配置与抗干扰技术电源抗干扰与抑制软件抗干扰印刷电路板抗干扰技术测量单元配置与抗干扰技术

1、传感器线性化处理及零点调整软件方法：计算法、查表法、插值法硬件方法：开环补偿、闭环反馈法注意：实时控制系统中，对实时性要求很强采用硬件方法，如果时间足够，应尽量采用软件方法，从而简化硬件电路。有时也采用硬件和软件兼用的方法低通滤波器常用的低通滤波器有RC滤波器、LC滤波器、双T滤波器及有源滤波器等衡量串模干扰的抑制能力串模抑制比NMRR

Vnm为串模干扰电压Vnml为仪器输入端由串模干扰引起的等效差模电压

抗干扰措施和方法（2）信号积分用双积分式A/D可以削弱周期性的串模干扰的影响。因为此类转换器是对输入信号的积分值进行测量，而不是测量信号的瞬时值。若干扰信号是周期性的而积分时间又为信号周期或信号周期的整数倍，则积分后干扰值为零，对测量结果不产生误差。抗干扰措施和方法（2）信号积分用双积分式A/D可以削弱周期性的串模干扰的影响。因为此类转换器是对输入信号的积分值进行测量，而不是测量信号的瞬时值。若干扰信号是周期性的而积分时间又为信号周期或信号周期的整数倍，则积分后干扰值为零，对测量结果不产生误差。抗干扰措施和方法其他措施①对于主要来自电磁感应的串模干扰，应尽可能早地对被测信号进行前置放大，以提高回路中的信号噪声比；或者尽可能早地完成模数转换或采取隔离和屏蔽等措施。②从选择器件入手。例如A/D转换器采用双积分型；或采用高抗扰度逻辑器件，通过提高阈值电平来抑制低噪声的干扰；或采用低速逻辑器件来抑制高频干扰；或人为地通过附加电容器，以降低某个逻辑电路的工作速度来抑制高频干扰。对于主要由所选用的元器件内部的热扰动产生的随机噪声所形成的串模干扰，或在数字信号的传送过程中夹带的低噪声或窄脉冲干扰，这种方法是比较有效的。③如果串模干扰的变化速度与被测信号相当，则一般很难用上述措施来抑制这种干扰。此时应从根本上消除产生串模干扰的原因。对测量元件或变送器，例如，热电偶、压力变送器、差压变送器等进行良好的电磁屏蔽。同时信号线应选用带有屏蔽层的双绞线或同轴电缆线，并应有良好的接地系统。此外，用数字滤波技术对已经进入计算机系统的带有串模干扰的数据进行处理，可较好地滤掉难以抑制的串模干扰。

2共模干扰的抑制

共模干扰的抑制能力用共模抑制比CMRR来表示Vcm为共模于扰电压；Vcm1为系统输入端由共模干扰引起的等效电压。常见的共模干扰抑制方法（1）浮空方法