現(xiàn)場(chǎng)使用的數(shù)顯表由于環(huán)境條件復(fù)雜。加之被測(cè)參數(shù)大多被轉(zhuǎn)換成微弱的低電平電壓信號(hào),并經(jīng)長(zhǎng)距離傳送到數(shù)顯表,因此除有用的信號(hào)外,還會(huì)有些與被測(cè)信號(hào)無關(guān)的干擾信號(hào)夾雜其中,它將影響數(shù)顯表測(cè)量結(jié)果的正確性,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使儀表無法正常工作。本文對(duì)數(shù)顯表產(chǎn)生干擾的途徑及消除干擾的措施作介紹。
數(shù)顯表產(chǎn)生干擾的途徑
干擾源在儀表內(nèi)、外部都有可能存在。如在數(shù)顯表外部,大功率用電設(shè)備、大功率變壓器、電力網(wǎng)都可能成為干擾源。而在數(shù)顯表內(nèi)部,電源變壓器、線圈、繼電器、開關(guān)以及電源線等都可能成為干擾源。干擾源常通過以下途徑進(jìn)入數(shù)顯表:
1、信號(hào)源與儀表之間的連接導(dǎo)線、儀表內(nèi)部的配線通過磁耦合在電路中形成干擾。在大功率變壓器、交流電機(jī)、電力線的周圍空間都存在有很強(qiáng)的交流磁場(chǎng),而閉合回路處在這種變化的磁場(chǎng)中將感應(yīng)出電勢(shì)。這種感應(yīng)電勢(shì)與有用信號(hào)相串聯(lián),當(dāng)傳感器與數(shù)顯表距離較遠(yuǎn)時(shí),這種串模干擾尤為突出。
2、干擾源通過電容的耦合在回路中形成干擾,它是兩電場(chǎng)相互作用的結(jié)果。通過靜電耦合的方式,能在兩輸入端感應(yīng)出對(duì)地的共同電壓,以共模干擾的形式出現(xiàn),由于共模干擾不和信號(hào)相疊加,它不直接對(duì)儀表產(chǎn)生影響。但它能通過測(cè)量系統(tǒng)形成到地的泄漏電流,該泄漏電流通過電阻的耦合就能直接作用于儀表而產(chǎn)生干擾。電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)所形成的干擾大多是工頻干擾電壓,但變頻器、帶整流子的電機(jī)等會(huì)產(chǎn)生諧波干擾。由于雷電的作用在電力線上也會(huì)感應(yīng)出干擾電壓。
3、在一些測(cè)溫場(chǎng)合,當(dāng)將熱電偶電極直接焊于通電加熱的金屬件上,由于金屬件在平行于電流方向的各點(diǎn)存在電位差,這時(shí)引入的干擾電壓也是很大的。在高溫狀態(tài)下,耐火材料的絕緣電阻急劇下降,熱電偶的瓷保護(hù)管、瓷珠的絕緣性能也會(huì)下降,則電爐電源電壓通過耐火磚、熱電偶套管、瓷珠等泄漏到熱電偶絲上,在熱電偶電極與地之間產(chǎn)生干擾電壓。
4、大地中各個(gè)不同點(diǎn)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)備的絕緣性能下降時(shí),電位差更大。而現(xiàn)場(chǎng)儀表在使用中,有時(shí)不注意會(huì)使回路存在兩個(gè)以上的接地點(diǎn),就會(huì)把不同接地點(diǎn)的電位差引人到數(shù)顯表中而形成共模干擾。
5、當(dāng)儀表的橋路電源接地時(shí),除橋路輸出不平衡信號(hào)電壓以外,信號(hào)線對(duì)地還有一公共電壓,該公共電壓不是所要測(cè)量的信號(hào)電壓,而是共模干擾的一種表現(xiàn)。
數(shù)顯表消除干擾的措施
串模干擾可能產(chǎn)生在信號(hào)源,也可能是信號(hào)線上感應(yīng)或接收的,由于它與數(shù)顯表測(cè)量信號(hào)是疊加的,所以較難消除,因此應(yīng)該防止它的產(chǎn)生。可采取以下措施:
1、信號(hào)傳輸導(dǎo)線使用雙絞線,能使信號(hào)回路所包圍的面積大為減少,能使兩根信號(hào)線到干擾源的距離大致相等,分布電容也大致相同,所以能使進(jìn)人數(shù)顯表的串模干擾大大減小。
2、為了防止電場(chǎng)的干擾,可把信號(hào)線穿入鐵管中,或者使用屏蔽線,并對(duì)屏蔽層采取一點(diǎn)接地。對(duì)于直流信號(hào),可在數(shù)顯表輸人端加濾波電路,把雜散信號(hào)干擾衰減至***小,信號(hào)線要遠(yuǎn)離動(dòng)力線,不能把信號(hào)線與動(dòng)力線平行敷設(shè)在一起,信號(hào)線與電源線不要統(tǒng)一孔進(jìn)入儀表內(nèi),信號(hào)線應(yīng)以盡量短的絞線接至信號(hào)端子的相鄰位置上。
3、數(shù)顯表和變送器的外殼都應(yīng)接地,以保持零電位,為提高儀表的抗干擾能力,可以把儀表的放大器“浮地”,即將放大器與儀表外殼絕緣,以切斷共模干擾電壓的泄露途徑。要求高時(shí),還可采取雙屏蔽、浮地技術(shù),進(jìn)一步提高儀表的抗共模干擾能力。
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