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检测系统的抗干扰技术第1页/共83页 2023/6/152第一节 干扰源及防护 在非电量测量装置的电路中出现的无用的背景信号与被测信号叠加在一起，这称为干扰，有时也采用噪声这一习惯用语。 噪声对检测装置的影响必须与有用信号共同分析才有意义。衡量噪声对有用信号的影响常用信噪比（S/N）来表示，它是指在信号通道中，有用信号功率PS与噪声功率PN 之比，或有用信号电压US与噪声电压UN 之比。信噪比常用对数形式来表示，单位为dB，即 S/N=10lg（ PS / PN ）=20lg（ US / UN ）（dB） 在测量过程中应尽量提高信噪比，以减少噪声对测量结果的影响。 靠增加放大倍数减少干扰是于事无补的 干扰与噪声第2页/共83页 2023/6/153信噪比（S/N）的计算举例 在扩音机输入端测得：话筒输出的做报告者声音的平均电压为50mV，50Hz干扰“嗡嗡”声的电压为0.5mV，求信噪比。 解：S/N=20lg（50/0.5） dB =40 dB 结论：当S/N分别为20 dB、0 dB 、-20 dB 时，信噪比说明做报告者声音与干扰声音转换的电压之间各为10倍、相同、 -10倍的关系；而为40dB为100倍；60dB为1000倍的关系。 第3页/共83页 2023/6/154噪声源及干扰源 一、机械干扰 1、产生的原因： 机械干扰是指机械振动或冲击使电子检测装置中的元件发生振动，改变了系统的电气参数，造成可逆或不可逆的影响。2、造成的危害： 焊点脱焊；电位器滑动臂移动；电感线圈电感量变化；电缆接插件滑脱；开关、继电器、插头及各种紧固螺钉松动；共振时还会引起零件的振幅加大，造成零件断裂。第4页/共83页 2023/6/1553、机械干扰采取措施： （1）减震 对机械干扰，可选用专用减振弹簧-橡胶垫脚或吸振橡胶海绵垫来降低系统的谐振频率，吸收振动的能量， 从而减小系统的振幅。 橡胶海绵软垫橡胶垫脚及弹簧第5页/共83页 2023/6/156机械干扰采取措施： （2）振动试验台 将被测仪器（如图中的电子天平）固定在振动台上，逐渐增大振幅，测试在不同频率的规定振幅下，产品指标是否变化。固定第6页/共83页 2023/6/157机械干扰采取措施：（3）跌落试验 产品在运输过程中常因为遭受剧烈震动或跌落而损坏或性能变差，因此需要做抗跌落试验和测试。跌落试验机第7页/共83页 2023/6/158二、湿度及化学干扰 1、 产生的原因： 当环境相对湿度大于65%时，物体表面就会附着一层0.01～0.1um的水膜，并渗入材料内部。 2、造成的危害： 降低了绝缘强度，造成了漏电、击穿和短路现象；潮湿还会加速金属材料的腐蚀，并产生原电池电化学干扰电压；在较高的温度下，潮湿还会促使霉菌的生长，并引起有机材料的霉烂。 某些化学物品如酸、碱、盐、各种腐蚀性气体以及沿海地区由海风带到岸上的盐雾也会造成与潮湿类似的漏电腐蚀现象。第8页/共83页 2023/6/159 3、采取的措施 （1）将变压器等易漏电或击 穿的元器件用绝缘漆 或环氧树脂浸渍，将 整个印刷电路板密封。 （2）对设备定期加热驱潮， 或保持箱内的微热状 态。 （3）对易受潮的电子线路 安装在不透气的机箱 中，箱盖用橡胶圈密 封。用绝缘漆浸渍过的控制变压器浸漆可防止水分进入线圈内部第9页/共83页 2023/6/1510采取的措施（4）仪器设备的 防潮试验喷淋试验第10页/共83页 2023/6/1511采取的措施仪器设备的防潮试验—恒温恒湿房 可用于进行大型仪器设备的高低温、恒定湿热、交变湿热试验。体积：25m3 温度调节范围：（-40～+80）℃ 湿度调节范围：（30～90）%RH第11页/共83页 2023/6/1512三、热干扰 1、造成的危害： 热量，特别是温度波动以及不均匀的温度场对检测装置的干扰主要体现在以下几个方面： （1）元件参数的变化（温漂） （2）接触热电势干扰 （3）元器件长期在高温下工作时，引起寿命和耐压 等级降低等。 2、克服热干扰的防护措施有： （1）选用低温漂元件 （2）采取软、硬件温度补偿措施 （3）选用低功耗、低发热元件 （4）提高元器件规格余量 （5）仪器的前置输入级远离发热元件 （6