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如何解決IFM傳感器及儀器儀表干擾的措施

瀏覽次數(shù):1504發(fā)布日期:2023-07-27

  如何解決IFM傳感器及儀器儀表干擾的措施

  由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同,IFM傳感器和儀器儀表受干擾的情況各有不同,下面小編對(duì)總結(jié)了幾點(diǎn)降低干擾的方法,希望對(duì)您有所幫助。

  1、供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

  對(duì)傳感器、IFM傳感器工作最嚴(yán)重的是電網(wǎng)尖峰脈沖干擾,產(chǎn)生尖峰干擾的用電設(shè)備有:電焊機(jī)、大電機(jī)、可控機(jī)、繼電接觸器、帶鎮(zhèn)流器的充氣照明燈,甚至電烙鐵等。尖峰干擾可用硬件、軟件結(jié)合的辦法來抑制。

  (1)用硬件線路抑制尖峰干擾的影響

  常用辦法主要有三種:

  ①在IFM傳感器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設(shè)計(jì)的干擾控制器,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;

 ?、谠贗FM傳感器交流電源輸入端加超級(jí)隔離變壓器,利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖;

 ?、墼贗FM傳感器交流電源的輸入端并聯(lián)壓敏電阻,利用尖峰脈沖到來時(shí)電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓,從而削弱干擾的影響。

  (2)利用軟件方法抑制尖峰干擾

  對(duì)于周期性干擾,可以采用編程進(jìn)行時(shí)間濾波,也就是用程序控制可控硅導(dǎo)通瞬間不采樣,從而有效地消除干擾。

  (3)采用硬、軟件結(jié)合的看門狗(watchdog)技術(shù)抑制尖峰脈沖的影響

  軟件:在定時(shí)器定時(shí)到之前,CPU訪問一次定時(shí)器,讓定時(shí)器重新開始計(jì)時(shí),正常程序運(yùn)行,該定時(shí)器不會(huì)產(chǎn)生溢出脈沖,watchdog也就不會(huì)起作用。一旦尖峰干擾出現(xiàn)了“飛程序",IFM傳感器就不會(huì)在定時(shí)到之前訪問定時(shí)器,因而定時(shí)信號(hào)就會(huì)出現(xiàn),從而引起系統(tǒng)復(fù)位中斷,保證智能儀器回到正常程序上來。

  (4)實(shí)行電源分組供電,例如:將執(zhí)行電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源與控制電源分開,以防止設(shè)備間的干擾。

  (5)采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)其它設(shè)備的干擾。該措施對(duì)以上幾種干擾現(xiàn)象都可以有效地抑制。

  (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(jí)線圈的互感耦合,而是靠初、次級(jí)寄生電容耦合的,因此隔離變壓器的初、次級(jí)之間均用屏蔽層隔離,減少其分布電容,以提高抵抗共模干擾能力。

  (7)采用高抗干擾性能的電源,如利用頻譜均衡法設(shè)計(jì)的高抗干擾電源。這種電源抵抗隨機(jī)干擾非常有效,它能把高尖峰的擾動(dòng)電壓脈沖轉(zhuǎn)換成低電壓峰值(電壓峰值小于TTL電平)的電壓,但干擾脈沖的能量不變,從而可以提高傳感器、儀器儀表的抗干擾能力。

  2、信號(hào)傳輸通道的抗干擾設(shè)計(jì)

  (1)光電耦合隔離措施

  在長(zhǎng)距離傳輸過程中,采用光電耦合器,可以將控制系統(tǒng)與輸入通道、輸出通道以及伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入、輸出通道切斷電路之間的聯(lián)系。如果在電路中不采用光電隔離,外部的尖峰干擾信號(hào)會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)或直接進(jìn)入伺服驅(qū)動(dòng)裝置,產(chǎn)生第一種干擾現(xiàn)象。

  光電耦合的主要優(yōu)點(diǎn)是能有效地抑制尖峰脈沖及各種噪聲干擾,使信號(hào)傳輸過程的信噪比大大提高。干擾噪聲雖然有較大的電壓幅度,但是能量很小,只能形成微弱電流,而光電耦合器輸入部分的發(fā)光二極管是在電流狀態(tài)下工作的,一般導(dǎo)通電流為10mA~15mA,所以即使有很大幅度的干擾,這種干擾也會(huì)由于不能提供足夠的電流而被抑制掉。

  (2)雙絞屏蔽線長(zhǎng)線傳輸

  IFM傳感器信號(hào)在傳輸過程中會(huì)受到電場(chǎng)、磁場(chǎng)和地阻抗等干擾因素的影響,采用接地屏蔽線可以減小電場(chǎng)的干擾。雙絞線與同軸電纜相比,雖然頻帶較差,但波阻抗高,抗共模噪聲能力強(qiáng),能使各個(gè)小環(huán)節(jié)的電磁感應(yīng)干擾相互抵消。另外,在長(zhǎng)距離傳輸過程中,一般采用差分信號(hào)傳輸,可提高抗干擾性能。采用雙絞屏蔽線長(zhǎng)線傳輸可以有效地抑制前文提到的干擾現(xiàn)象中的(2)、(3)、(4)種干擾的產(chǎn)生。

  3、IFM傳感器產(chǎn)生誤差的消除

  在IFM傳感器平測(cè)量中,對(duì)于在信號(hào)路徑中所用的(或構(gòu)成的)材料必須給予嚴(yán)格的注意,在簡(jiǎn)單的電路中遇到的焊錫、導(dǎo)線以及接線柱等都可能產(chǎn)生實(shí)際的熱電勢(shì)。由于它們經(jīng)常是成對(duì)出現(xiàn),因此盡量使這些成對(duì)的熱電偶保持在相同的溫度下是很有效的措施,為此一般用熱屏蔽、散熱器沿等溫線排列。

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