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铁道机车专业教学资源库《机车车辆检测技术》课程湖南铁道职业技术学院赵骅传感器的抗干扰技术目录CONTENTS01屏蔽技术02接地技术屏蔽技术利用金属材料制成容器，将需要防护的电路包在其中，可以防止电场或磁场的耦合干扰，此种方法称为屏蔽。屏蔽可以分为静电屏蔽、电磁屏蔽和低频磁屏蔽等几种。屏蔽技术1.静电屏蔽根据电学原里，静电场中的密闭空心导体内部无电力线，亦即内部各点等电位。静电屏蔽就是利用这个原理，以铜或铝等导电性良好的金属为材料，制作封闭的金属容器，并与地线连接，把需要屏蔽的电路置于其中，使外部干扰电场的电力线不影响其内部的电路；反过来，内部电路产生的电力线也无法外逸去影响外电路。屏蔽技术2.电磁屏蔽电磁屏蔽也是采用导电良好的金属材料作屏蔽罩，利用电涡流原理，使高频干扰电磁场在屏蔽金属内产生电涡流，消耗干扰磁场的能量，并利用涡流磁场抵消高频干扰磁场，从而使电磁屏蔽层内部的电路免受高频电磁场的影响。若将电磁屏蔽层接地，则同时兼有静电屏蔽作用。通常使用的铜质网状屏蔽电缆就能同时起电磁屏蔽和静电屏蔽的作用。屏蔽技术3.低频磁屏蔽在低频磁场中，电涡流作用不太明显，因此必须采用高导磁材料作屏蔽层，以便将低频干扰磁力线限制在磁阻很小的磁屏蔽层内部，使低频磁屏蔽层内部的电路免受低频磁场耦合干扰的影响。在干扰严重的地方常使用复合屏蔽电缆，其最外层是低磁导率、高饱和的铁磁材料，内层是高磁导率、低饱和的铁磁材料，最里层是铜质电磁屏蔽层，以便一步步地消耗干扰磁场的能量。在工业中常用的办法是将屏蔽线穿在铁质蛇皮管或普通铁管内，达到双重屏蔽的目的。接地技术接地起源于强电技术，它的本意是接大地，主要着眼于安全，这种地线也称为“保安地线”，它的接地电阻值必须小于规定的数值。对于仪器、通信、计算机等电子技术来说，“地线”多是指电信号的基准电位，也称为“公共参考端”，它除了作为各级电路的电流通道之外，还是保证电路工作稳定、抑制干扰的重要环节。它可以是接大地的，也可以是与大地隔绝的，例如飞机、卫星，上的地线。因此通常将仪器设备中的公共参考端称为信号地线。接地技术1.地线的种类(1)模拟信号地线：它是模拟信号的零信号电位公共线，因为模拟信号有时较弱，易受干扰，所以对模拟信号地线的横截面积应尽量大些。(2)数字信号地线：它是数字信号的零电平公共线。由于数字信号处于脉冲工作状态，动态脉冲电流在接地阻抗上产生的压降往往成为微弱模拟信号的干扰源，为了避免数字信号对模拟信号的干扰，两者的地线应分别设置为宜。接地技术1.地线的种类(3)信号源地线：传感器可看做是测量装置的信号源，通常传感器安装在生产现场，而测量装置设在离现场一定距离的控制室内，从测量装置的角度看，可认为传感器的地线就是信号源地线。它必须与测量装置进行适当的连接才能提高整个检测系统的抗干扰能力。(4)负载地线：负载的电流一般都较前级信号电流大得多，负载地线上的电流有可能干扰前级微弱的信号，因此负载地线必须与其他地线分开，有时两者在电气上甚至可以是绝缘的，信号通过磁耦合器或光耦合器来传输。接地技术2.低频电路(f<10MHz)一点接地对于上述四种地线一般应分别设置，在电位需要连通时，也必须仔细选择合适的点，在一个地方相连，才能消除各地线之间的干扰。(1)单级电路的一点接地原则。如图10-1a所示，单级选频放大器的原理电路上有7个线端需要接地，如果只从原理图的要求进行接线，则这7个线端可接在接地母线上的任意点上，这几个点可能相距较远，不同点之间的电位差就有可能成为这级电路的干扰信号，因此应采取图10-1b所示的一点接地方式。接地技术2.低频电路(f<10MHz)一点接地(2)多级电路的一点接地原则。如图10-2a所示的多级电路中，利用了一段公用地线后，再在一点接地，它虽然避免了很多接地可能产生的干扰，但是在这段公用地线上却存在着A、B、C三点不同的对地电位差，有可能产生共阻抗干扰。当各级电平相差较大时，高电平电路将会产生较大的地电流干扰低电平电路。只有当级数较多，电平相差不大时这种接地方式才可勉强使用。图10-2b采用了分别接地方式，适用于1MHz以下的低频电路。它们只与本电路的地电流和地线阻抗有关。接地技术3.高频电路(f>10MHz)大面积就近多点接地