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数显仪表干扰产生原因及抗干扰措施

供稿:中国工控网 2017/11/10 11:01:43

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  • 关键词: 数显仪表
  • 摘要:现场使用的数显表由于环境条件复杂。加之被测参数大多被转换成微弱的低电平电压信号,并经长距离传送到数显表,因此除有用的信号外,还会有些与被测信号无关的干扰信号夹杂其中,它将影响数显表测量结果的正确性,严重时会使仪表无法正常工作。本文对数显表产生干扰的途径及消除干扰的措施作介绍。

  现场使用的数显表由于环境条件复杂。加之被测参数大多被转换成微弱的低电平电压信号,并经长距离传送到数显表,因此除有用的信号外,还会有些与被测信号无关的干扰信号夹杂其中,它将影响数显表测量结果的正确性,严重时会使仪表无法正常工作。本文对数显表产生干扰的途径及消除干扰的措施作介绍。

数显表产生干扰的途径
  干扰源在仪表内、外部都有可能存在。如在数显表外部,大功率用电设备、大功率变压器、电力网都可能成为干扰源。而在数显表内部,电源变压器、线圈、继电器、开关以及电源线等都可能成为干扰源。干扰源常通过以下途径进入数显表:
 
1、信号源与仪表之间的连接导线、仪表内部的配线通过磁耦合在电路中形成干扰。在大功率变压器、交流电机、电力线的周围空间都存在有很强的交流磁场,而闭合回路处在这种变化的磁场中将感应出电势。这种感应电势与有用信号相串联,当传感器与数显表距离较远时,这种串模干扰尤为突出。
 
2、干扰源通过电容的耦合在回路中形成干扰,它是两电场相互作用的结果。通过静电耦合的方式,能在两输入端感应出对地的共同电压,以共模干扰的形式出现,由于共模干扰不和信号相叠加,它不直接对仪表产生影响。但它能通过测量系统形成到地的泄漏电流,该泄漏电流通过电阻的耦合就能直接作用于仪表而产生干扰。电磁感应、静电感应所形成的干扰大多是工频干扰电压,但变频器、带整流子的电机等会产生谐波干扰。由于雷电的作用在电力线上也会感应出干扰电压。
 
3、在一些测温场合,当将热电偶电极直接焊于通电加热的金属件上,由于金属件在平行于电流方向的各点存在电位差,这时引入的干扰电压也是很大的。在高温状态下,耐火材料的绝缘电阻急剧下降,热电偶的瓷保护管、瓷珠的绝缘性能也会下降,则电炉电源电压通过耐火砖、热电偶套管、瓷珠等泄漏到热电偶丝上,在热电偶电极与地之间产生干扰电压。
 
4、大地中各个不同点之间往往存在电位差,尤其在大功率用电设备附近,当这些设备的绝缘性能下降时,电位差更大。而现场仪表在使用中,有时不注意会使回路存在两个以上的接地点,就会把不同接地点的电位差引人到数显表中而形成共模干扰。
 
5、当仪表的桥路电源接地时,除桥路输出不平衡信号电压以外,信号线对地还有一公共电压,该公共电压不是所要测量的信号电压,而是共模干扰的一种表现。

数显表消除干扰的措施
  串模干扰可能产生在信号源,也可能是信号线上感应或接收的,由于它与数显表测量信号是叠加的,所以较难消除,因此应该防止它的产生。可采取以下措施:
 
1、信号传输导线使用双绞线,能使信号回路所包围的面积大为减少,能使两根信号线到干扰源的距离大致相等,分布电容也大致相同,所以能使进人数显表的串模干扰大大减小。
 
2、为了防止电场的干扰,可把信号线穿入铁管中,或者使用屏蔽线,并对屏蔽层采取一点接地。对于直流信号,可在数显表输人端加滤波电路,把杂散信号干扰衰减至最小,信号线要远离动力线,不能把信号线与动力线平行敷设在一起,信号线与电源线不要统一孔进入仪表内,信号线应以尽量短的绞线接至信号端子的相邻位置上。
 
3、数显表和变送器的外壳都应接地,以保持零电位,为提高仪表的抗干扰能力,可以把仪表的放大器“浮地”,即将放大器与仪表外壳绝缘,以切断共模干扰电压的泄露途径。要求高时,还可采取双屏蔽、浮地技术,进一步提高仪表的抗共模干扰能力。

审核编辑(王静)
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