儀器儀表運用時的反擾亂舉措
1干擾產(chǎn)生的方式
干擾來自干擾源,在儀表內(nèi)外都可能存在。在儀表外部,一些大功率的用電設(shè)備以及電力設(shè)備有可能成為干擾源,而在儀表內(nèi)部的電源變壓器、繼電器、開關(guān)以及電源線等也均可能成為干擾源,干擾的引入方式主要如下。
1.1串模干擾E
n它是疊加在被測信號之上的干擾,主要由下列方式產(chǎn)生。
111電磁感應(yīng)
電磁感應(yīng),也就是磁耦合。工程中使用的大功率變壓器、交流電機、高壓電網(wǎng)等的周圍空間都存在有很強的交變磁場,信號源與二次儀表之間的連接導(dǎo)線、二次儀表內(nèi)部的配線通過交變磁場的磁耦合在電路中形成干擾,二次儀表的閉合回路處在這種變化的磁場中將會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,感應(yīng)電勢可用式表示。這種感應(yīng)電勢與有用信號串聯(lián),當(dāng)信號源與二次儀表相距較遠(yuǎn)時,此干擾情況較為突出。為降低感應(yīng)電勢,B,A或cos等項必須盡量減小,所以將導(dǎo)線遠(yuǎn)離這些強用電設(shè)備及動力網(wǎng),調(diào)整走線方向以及減小導(dǎo)線回路面積都是必要的。僅由于把2根信號線以短的節(jié)距絞和,磁感應(yīng)電勢就能降為原有的110.
112靜電感應(yīng)
靜電感應(yīng),就是電的耦合。在相對的兩物體中,如其一的電位發(fā)生變化,則由于物體間的電容使另一物體的電位也發(fā)生變化。干擾源是通過電容性的耦合在回路中形成干擾,它是兩電場相互作用的結(jié)果。
中,導(dǎo)線1的電位會在導(dǎo)線2上感應(yīng)出對地的電壓E.當(dāng)把2根信號線與動力線平行敷設(shè)時,由于動力線到兩信號線的距離不相等,分布電容也不相等。將在兩根信號線上產(chǎn)生電位差,有時能達幾十毫伏甚至更大。當(dāng)把信號線扭絞時能使電場在兩信號線上產(chǎn)生的電位差大為減少。而在采用靜電屏蔽后,能使感應(yīng)電勢減少到11.
113附加熱電勢和化學(xué)電勢
不同的金屬接觸、摩擦產(chǎn)生的熱電勢以及金屬受腐蝕等原因產(chǎn)生的化學(xué)電勢,處于電回路時也會成為干擾,這種干擾大多以直流的形式出現(xiàn)。在接線端子板或是干簧繼電器等處容易產(chǎn)生熱電勢。
114振動
導(dǎo)線在磁場中運動時,會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。因此在振動的環(huán)境中把信號導(dǎo)線固定是很有必要的。
1.2共模干擾E
cEc是疊加在二次儀表任一輸入端與地之間的干擾,主要由下列方式產(chǎn)生。
121地電位不同
在大地中,各個不同點之間往往存在電位差,尤其在大功率用電設(shè)備附近,當(dāng)這些設(shè)備的絕緣性能較差時,這一電位差更大。而在儀表的使用中往往又會有意或無意地使輸入回路存在多個接地點,這樣就把不同接地點的電位差引入儀表,這種地電位差有時能達110V以上,而且同時出現(xiàn)在2根信號線上,如所示。
2信號源與二次儀表間的共模干擾通過靜電耦合的方式,能在兩輸入端感應(yīng)出對地的共同電壓Ec,以共模干擾的形式出現(xiàn)。
122信號源是不平衡電橋
3a)是信號源為不平衡電橋時與二次儀表之間連接示意圖。當(dāng)橋路電源接地時除橋路對角線的不平衡電壓信號即信號源電壓Ea外,兩信號導(dǎo)線對地都有一公共電壓Ec,當(dāng)二次儀表輸入端對地有漏阻抗Z3及Z4時,Ec通過對地的泄漏通道產(chǎn)生漏電流Ic1及Ic2,如3b)所示。
由于共模干擾不和信號相疊加,它不直接對儀表產(chǎn)生影響。但它通過測量系統(tǒng)形成到地的泄漏電流,這泄漏電流通過電阻的耦合就能直接作用于儀表,產(chǎn)生干擾。因而在兩輸入端將會產(chǎn)生一干擾電壓。
在了解各種不同的干擾源之后,就可以針對不同的情況采取相應(yīng)的措施加以消除或避免。因為所有的干擾源都是通過一定的耦合通道而對儀表產(chǎn)生影響,因此可以通過切斷干擾的耦合通道來抑制干擾。
2干擾的抑制
常用的抗干擾措施比較多,要想抑制干擾,必須對干擾做全面的分析了解,要在消除或抑制干擾源、破壞干擾途徑和削弱接收電路對噪聲干擾的敏感性這三個方面采取措施。
解決插接件接觸不良、虛焊等情況,是消除干擾源的積極主動措施;另外對于直流信號,可以在儀表的輸入端加入濾波電路,以使混雜于信號的干擾衰減到最小;在實際過程中,還應(yīng)當(dāng)采用隔離的方式盡量避免干擾場的形成,注意將信號導(dǎo)線遠(yuǎn)離動力線,信號幅值不同的信號線也不應(yīng)穿在同一導(dǎo)線管內(nèi),合理布線,減少雜散磁場的產(chǎn)生,對變壓器等電器元件加以磁屏蔽等。但是實際上很多的干擾源是難以消除或不能消除的,這時就需要在儀表應(yīng)用中根據(jù)干擾的種類采取防護措施來抑制干擾。
2.1串模干擾的抑制
串模干擾與信號疊加,一旦產(chǎn)生則不易消除,應(yīng)防止它的產(chǎn)生,其措施一般有以下幾項。
211信號導(dǎo)線的扭絞
把信號導(dǎo)線扭絞在一起能使信號回路包圍的面積大為減少,由式可知感應(yīng)電勢En也大大減少;另外,信號導(dǎo)線的扭絞使2根信號導(dǎo)線到干擾源的距離大致相等,分布電容也能大致相等,即C120,由式可知,感應(yīng)電勢Ec大大減少。因此,信號導(dǎo)線的扭絞能使由磁場和電場通過感應(yīng)耦合進入回路的串模干擾大為減少。
212屏蔽
評論排行