電氣與電子測量技術(shù)-干擾和抑制

1、電氣與電子測量技術(shù)干擾和抑制第1頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五電磁干擾的三要素干擾源向外發(fā)送干擾的源干擾（耦合）途徑傳播電磁干擾的途徑受擾設(shè)備（對象）承受電磁干擾的客體干擾源受擾設(shè)備耦合途徑第2頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五幾種典型的電氣干擾第3頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五抗干擾方法消除或抑制干擾源的產(chǎn)生源上消除切斷干擾（耦合）途徑增強測量電路（對象）的抗干擾能力。第4頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五電容(靜電)耦合及其抗干擾對策第5頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五靜

2、電耦合（電容性耦合）經(jīng)雜散電容耦合到電路中受擾電路在c、d點間所感受到的干擾信號為 降低靜電耦合的干擾與噪聲減小受擾電路的等效輸入阻抗Z2和電路間的寄生電容C第6頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五電場分析-靜電場耦合從空間電場的角度來分析交流電系統(tǒng)和測量系統(tǒng)的耦合。通常，交流高壓線在對地電壓為U,在高壓線和大地間建立了電場E，定性分析時，認(rèn)為E等于電壓U和高壓線距離地面的高度h的比值，即E=U/d。處于該電場中的導(dǎo)體的電位Ux正比于電場E和地面間距離的乘積。若UH很高，通過局部電容CAH、CAL、CBH、CBL耦合到無屏蔽的雙輸入線上的對地電壓UA及UB第7頁，共24頁，

3、2022年，5月20日，5點47分，星期五電路分析-靜電場耦合輸入到測量差分放大電路的差分電壓為UAB：只有 時，UAB=0假如：第8頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五采用靜電屏蔽層來隔離電場耦合的干擾采用導(dǎo)電性能好的導(dǎo)體作為信號電纜的屏蔽層，如銅網(wǎng)或鋁網(wǎng)。雖然信號線與接地屏蔽層之間有分布電容，但整個屏蔽層通過固定接地成為一個等電位（零電位）體，電纜內(nèi)部就與外電場隔離。注意圖中信號電纜的屏蔽層只在測量儀器一端接地，而傳感器不接地，防止由于兩點接地引入額外的接地電位差耦合到測量儀器。第9頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五磁場（互感）耦合及其抗干擾對策第

4、10頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五互感（磁場）耦合 受擾電路在c、d點間所感受到的干擾信號為 受擾電路所感受到的干擾信號U2隨I1、M和干擾信號的頻率增大而增大。降低互感耦合的干擾與噪聲減小受擾電路的寄生互感M第11頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五圖中測量儀表的輸入回路由傳感器、連接導(dǎo)線A、B和放大電路的輸入阻抗構(gòu)成一個閉合回路，附近的交流電流 產(chǎn)生的交變的磁場穿過該閉合回路而發(fā)生交鏈，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中將有感應(yīng)電動勢e產(chǎn)生。設(shè)磁場（互感）耦合第12頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五防磁場（互感）耦合的措施盡可

5、能減小感應(yīng)回路的面積S（最容易辦到） 信號源盡可能靠近測量儀表；導(dǎo)線A、B盡可能短并且盡可能靠近，如雙絞線輸入，使用雙絞線輸入另外的好處則可以使相反交鏈的磁通量相互抵消。增加耦合距離r 測量儀表離干擾源盡可能遠(yuǎn)采用磁屏蔽切斷磁耦合路徑 采用高磁導(dǎo)率的磁性材料：低頻（鐵、硅鋼片等）；高頻（坡莫合金、非晶合金、鐵氧體）第13頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五防磁場（互感）耦合的措施測量儀器放置在磁場較弱的區(qū)域 電流進(jìn)線和回線所圍成的區(qū)域之外，由于相反方向電流產(chǎn)生的磁場有部分相互抵消，而電流進(jìn)線和回線所圍成的區(qū)域內(nèi)部的磁場同向疊加而被加強。第14頁，共24頁，2022年，5月2

6、0日，5點47分，星期五共阻抗耦合及抗干擾對策第15頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五 公共阻抗耦合公共阻抗耦合到電路 受擾電路在c、d點間所感受到的干擾信號為 受擾電路所感受到的干擾信號U2隨I1、Z1的增大而增大。降低公共阻抗耦合干擾與噪聲減小干擾電路和受擾電路的公共阻抗Z1第16頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五使用設(shè)計完善的穩(wěn)壓電源，減小交流電源電壓波動對測量儀器造成干擾。對大功率的電動機，加裝軟啟動裝置，減小啟動電流對配電系統(tǒng)的沖擊。沖擊電流負(fù)載通過電源內(nèi)阻抗影響測量儀器第17頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五測量儀器

7、內(nèi)部不同電路環(huán)節(jié)間通過直流穩(wěn)壓電源內(nèi)阻抗的耦合測量電路內(nèi)部不同環(huán)節(jié)通過電源內(nèi)阻耦合第18頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五測量系統(tǒng)輸入級的接地第19頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五接地傳感器和前置放大電路都分別接地，兩個接地點之間的阻抗不可能為零，不同接地點之間就會出現(xiàn)一定的電位差Ug。當(dāng)這個電位差與被測量的小信號相比，在大小幅度上不能忽略時，它就會以共模信號的形式表現(xiàn)出來，并耦合到前置放大電路的輸入端。解決措施：為了避免因兩點接地而造成不必要的共模輸入，傳感器和前置放大電路一般都只在一側(cè)接地。如果前置放大電路的輸入信號線采用帶屏蔽層的電纜連接，屏

8、蔽層也應(yīng)隨傳感器或前置放大電路只在一側(cè)接地，這也是圖7-2中為什么只在測量儀器側(cè)接地的原因。第20頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五兩點接地時屏蔽電纜的接地第21頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五采用浮地設(shè)計減小共模干擾第22頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五本章小結(jié)干擾源交流高壓：ic=U/Xc=UC （C-雜散電容）交流大電流：B=I/2r大du/dt：ic=C*du/dt大di/dt：e=M*di/dt干擾途徑（電場/電容，磁場/互感）被干擾對象（電子線路測量回路）第23頁，共24頁，2022年，5月20日，5點47分，星期五抗干擾技術(shù)消除或抑制干擾源的產(chǎn)生源上消除切斷耦合途徑在允許的條件下遠(yuǎn)離干擾源，增加耦合距離。靜電屏蔽: 接地的金屬磁場屏蔽: 導(dǎo)磁材料(不用接地)測量儀器放置在電