仪器仪表噪声形成干扰的三要素与耦合方式
摘要 仪器仪表工作环境有很多噪声,这些噪声会产生干扰,干扰通过不同的耦合方式进入仪器仪表,使测量结果偏离真实值,或使工作失常,在使用仪器仪表时必须考虑耦合问题。
关键词 干扰源;干扰;耦合
中图分类号:TB535 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)06-0064-02
Noise Interference in Formation of Three Elements and Coupling on Instrumentation//Yu Pengbo
Abstract Instrumentation work environment tend to have a lot of noise, the noise will produce interference coupling of various disturbances enter through different instruments, so that measurement results deviate from the true values, or makes work disorders, when using the instrument must consider the coupling problem.
Key words noise-source; disturbance; coupling
Author’s address Weihai Vocational College, Weihai, Shandong, China 264200
1 引言
仪器仪表的工作环境有很多噪声,这些噪声会产生各种各样的干扰,影响仪器仪表正常工作和测量结果,要保证仪器仪表正常工作,就要弄懂噪声产生干扰的来源和耦合传输问题。
2 噪声形成干扰的三要素
噪声形成干扰对仪器仪表正常工作造成影响的三要素是噪声源、对噪声敏感的仪器仪表易感电路和两者之间的耦合通道。
3 干扰的耦合
耦合是指干扰信号进入仪器仪表内部的途径,在分析干扰问题时,要弄清楚干扰源、易感电路及二者之间的耦合。干扰源和易感电路是客观存在的,很难消除,因而切断耦合十分重要。干扰的耦合有以下几种方式。
3.1 电感性耦合电感性耦合指2个电路之间存在互感,当一个电路上的电流变化时,在另一个电路上引起感应电压。图1为2个电路电磁耦合的等效电路图。两点路之间存在互感,互感系数为,当电路1的干扰电流为变化时,通过电磁耦合在电路2产生干扰电压。由此可知,电压与电流成正比。
3.2 电容性耦合电容性耦合指2个电路之间存在寄生电容,产生静电感应,使一个电路的电荷变化影响到另一个电路。图2所示的电路中导线1是干扰源,导线2是仪器仪表的传输线,C1、C2分别为导线1和2对地寄生电容,C12为导线1和2之间的寄生电容,R为导线2的对地电阻,当导线1存在干扰电压U1时,在导线2所产生的干扰电压为。由此可知,电容性耦合干扰随着耦合电容C12的增大而增大。
3.3 漏电流耦合漏电流耦合指由于绝缘不良,高电位电路通过绝缘电阻向低电位电路漏电而引起的干扰。图3所示电路为漏电流耦合的等效电路图,干扰源通过漏电阻向电路漏电流,产生的干扰电压。
3.4 共阻抗耦合共阻抗耦合是由于2个及以上电路中共用一个阻抗,当一个电路中有电流流过时,在另一个电路上产生干扰电压。共阻抗耦合有3种。
1)电源内阻共阻抗耦合。用一个电源对几个电子线路或传感器供电时,高电位电路或大电流的输出电流流经电源,由于电源内阻的存在,在电源内阻上的压降就转换成干扰源。
2)公共地线共阻抗耦合。在仪器仪表的公共地线上,有各种信号电流流过,由于接地线存在阻抗,在接地线上就形成干扰电压。
3)信号输出电路共阻抗耦合。当仪器仪表的信号电路有几路负载时,任何一个负载的变化都会通过输出的共阻抗耦合而影响其他输出电路。
3.5 辐射耦合辐射耦合指无线电装置不断向外发射电磁场,仪器若置于这种发射场中,就会感应到与发射电磁场成正比的感应电动势而形成干扰。
3.6 传导耦合传导耦合指经过导线检拾到噪声,再经导线传输到仪器仪表电路而形成的干扰。常见的是电源线噪声,它把交变磁场感应到电源回路形成感应电压,再经该电源线传输到各处的电路造成干扰。
4 结束语
在仪器仪表使用中,噪声源到仪器仪表的耦合途径多种多样,界限也不明显,噪声源也是多种多样的,有时干扰时隐时现,因此要仔细分析耦合途径,以消除干扰。
参考文献
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