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检测系统抗干扰技术 第1页，共27页，编辑于2022年，星期四 检测系统的抗干扰技术Anti-interference technology of detesting system 主要内容 干扰的来源及分类 硬件抗干扰技术 软件抗干扰技术 第2页，共27页，编辑于2022年，星期四 1 干扰的来源及分类 干扰窜入仪表内部的三个主要途径： 电磁感应 传输通道 电源线 干扰存在的三个要素： 干扰源 耦合通道 对干扰敏感的接受电路 第3页，共27页，编辑于2022年，星期四 1 干扰的来源及分类 1.1 外部干扰 1.2 内部干扰 第4页，共27页，编辑于2022年，星期四 1.1 外部干扰Outer interference 外部干扰主要来自环境温度和湿度的变化、机械的振动和冲击以及电磁辐射和传导等。 主要介绍： 电磁干扰 电网干扰 环境的理化性干扰 第5页，共27页，编辑于2022年，星期四 电磁干扰 电磁干扰（Electromagnetic Interference, EMI）是对检测系统和电路最严重的干扰。它影响测量的精度。 外来电磁干扰包括太阳等天体辐射的电磁波，广播、电视及各种无线通信设备发出的电磁波，空调机、日光灯、微波炉等家用电器产生的电磁干扰。 1.1 外部干扰Outer interference 第6页，共27页，编辑于2022年，星期四 电网干扰 含有高次谐波或尖脉冲，供电电压大幅度波动。 大功率的启动或停止时，出现浪涌电压，并伴有电火花放电。 由于负载的瞬时接入或切断、雷电放电、故障短路或开路，输电线会产生高压脉冲或电流浪涌。 1.1 外部干扰Outer interference 第7页，共27页，编辑于2022年，星期四 环境的理化性干扰 环境的温度、湿度、压力、机械振动、化学腐蚀等都会对检测系统形成物理或化学上的影响，这些干扰将使系统的元件发生变形、参数变化、绝缘强度下降、性能变差，最终导致系统不能正常工作。 1.1 外部干扰Outer interference 第8页，共27页，编辑于2022年，星期四 1.2 内部干扰Inner interference 内部电磁干扰 系统内部单元、信号线、信号线和电源和地之间都存在电磁干扰。干扰信号包括电磁继电器产生的火花放电、自激震荡、尖峰干扰、噪声电压等。 在信号传输通道存在共模干扰和串模干扰。 第9页，共27页，编辑于2022年，星期四 电气互锁故障干扰 仪表系统内部器件存在大量的电气上的互锁，如焊盘、接插件、信号传输线等，在这方面存在着较大的故障率，直接影响系统的可靠性。 软件故障干扰 在软件设计中，考虑不周的程序、电磁干扰作用于CPU、人为错误操作通过容错性能不好的程序造成的故障，都以软件故障的形式表现。 1.2 内部干扰Inner interference 第10页，共27页，编辑于2022年，星期四 2 硬件抗干扰技术Hardware anti-interference technology 主要内容 2.1 串模干扰的抑制 2.2 共模干扰的抑制 2.3 电磁干扰的抑制 2.4 隔离技术 第11页，共27页，编辑于2022年，星期四 2.1 串模干扰的抑制Restraining of serial interference 串模干扰是由外部条件引起叠加在被测电压上的干扰信号。包括信号线引入的共模干扰，以及信号源本身固有的漂移、纹波和噪声以及电源变压器不良屏蔽或稳压滤波效果不良等引入的串模干扰。 常用的抗串模干扰措施有： 采用输入滤波器 选择合适的器件 对信号的预处理 第12页，共27页，编辑于2022年，星期四 采用输入滤波器 当串模干扰频率与被测信号的频带不同时，可采用相应的滤波器抑制串模干扰。 通常，仪表的输入滤波器都采用RC滤波器，在选择电阻和电容参数时，除了要满足串模抑制比指标外，还要考虑信号源的内阻抗，兼顾共模抑制比和放大器动态特性的要求，因此，常用二级阻容低通滤波网络作为输入通道的滤波器。 2.1 串模干扰的抑制Restraining of serial interference 第13页，共27页，编辑于2022年，星期四 选择合适的器件 利用双积分式A/D转换器可以削弱周期性的串模干扰。由于此类器件是对输入信号的平均值进行转换的。 选择高抗扰度的逻辑器件，通过提高阈值电平来抑制低噪声的干扰。 可人为附加电容器，降低某个逻辑电路的工作速度以抑制高频干扰。 2.1 串模干扰的抑制Restraining of serial interference 第14页，共27页，编辑于2022年，星期四 对信号的预处理 尽早对被测信号进行前置放大，以提高信噪比。 尽早完成A/D转换。 采取隔离屏蔽