現場(chǎng)使用的數顯表由于環(huán)境條件復雜。加之被測參數大多被轉換成微弱的低電平電壓信號,并經(jīng)長(cháng)距離傳送到數顯表,因此除有用的信號外,還會(huì )有些與被測信號無(wú)關(guān)的干擾信號夾雜其中,它將影響數顯表測量結果的正確性,嚴重時(shí)會(huì )使儀表無(wú)法正常工作。本文對數顯表產(chǎn)生干擾的途徑及消除干擾的措施作介紹。
數顯表產(chǎn)生干擾的途徑
干擾源在儀表內、外部都有可能存在。如在數顯表外部,大功率用電設備、大功率變壓器、電力網(wǎng)都可能成為干擾源。而在數顯表內部,電源變壓器、線(xiàn)圈、繼電器、開(kāi)關(guān)以及電源線(xiàn)等都可能成為干擾源。干擾源常通過(guò)以下途徑進(jìn)入數顯表:
1、信號源與儀表之間的連接導線(xiàn)、儀表內部的配線(xiàn)通過(guò)磁耦合在電路中形成干擾。在大功率變壓器、交流電機、電力線(xiàn)的周?chē)臻g都存在有很強的交流磁場(chǎng),而閉合回路處在這種變化的磁場(chǎng)中將感應出電勢。這種感應電勢與有用信號相串聯(lián),當傳感器與數顯表距離較遠時(shí),這種串模干擾尤為突出。
2、干擾源通過(guò)電容的耦合在回路中形成干擾,它是兩電場(chǎng)相互作用的結果。通過(guò)靜電耦合的方式,能在兩輸入端感應出對地的共同電壓,以共模干擾的形式出現,由于共模干擾不和信號相疊加,它不直接對儀表產(chǎn)生影響。但它能通過(guò)測量系統形成到地的泄漏電流,該泄漏電流通過(guò)電阻的耦合就能直接作用于儀表而產(chǎn)生干擾。電磁感應、靜電感應所形成的干擾大多是工頻干擾電壓,但變頻器、帶整流子的電機等會(huì )產(chǎn)生諧波干擾。由于雷電的作用在電力線(xiàn)上也會(huì )感應出干擾電壓。
3、在一些測溫場(chǎng)合,當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,熱電偶的瓷保護管、瓷珠的絕緣性能也會(huì )下降,則電爐電源電壓通過(guò)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備附近,當這些設備的絕緣性能下降時(shí),電位差更大。而現場(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)的電位差引人到數顯表中而形成共模干擾。
5、當儀表的橋路電源接地時(shí),除橋路輸出不平衡信號電壓以外,信號線(xiàn)對地還有一公共電壓,該公共電壓不是所要測量的信號電壓,而是共模干擾的一種表現。
數顯表消除干擾的措施
串模干擾可能產(chǎn)生在信號源,也可能是信號線(xiàn)上感應或接收的,由于它與數顯表測量信號是疊加的,所以較難消除,因此應該防止它的產(chǎn)生??刹扇∫韵麓胧?
1、信號傳輸導線(xiàn)使用雙絞線(xiàn),能使信號回路所包圍的面積大為減少,能使兩根信號線(xiàn)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,可把信號線(xiàn)穿入鐵管中,或者使用屏蔽線(xiàn),并對屏蔽層采取一點(diǎn)接地。對于直流信號,可在數顯表輸人端加濾波電路,把雜散信號干擾衰減至***小,信號線(xiàn)要遠離動(dòng)力線(xiàn),不能把信號線(xiàn)與動(dòng)力線(xiàn)平行敷設在一起,信號線(xiàn)與電源線(xiàn)不要統一孔進(jìn)入儀表內,信號線(xiàn)應以盡量短的絞線(xiàn)接至信號端子的相鄰位置上。
3、數顯表和變送器的外殼都應接地,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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