传感器第八章 抗干扰技术

毕业论文论传感器应用中的抗干扰技术毕业论文开封大学毕业论文任务书论文题目论传感器应用中的抗干扰技术院系机电工程学院专业电子信息工程技术学生姓名起迄日期指导教师第 1 页共 17 页毕业论文论传感器应用中的抗干扰技术【摘要】:随着自动化平的提高，传感器的应用越来越多但在应用中的各种干扰问题时应用中的一个难题它会影响整个系统的控制精度和准确性，因此在自动化检测系统中应用各种抗干扰措施以提高系统的稳定性和准确性就必不可少，干扰的种类不同，抗干扰措施也会不同。

【关键词】传感器干扰抗干扰措施第 2 页共 17 页毕业论文目录1、传感器简介……………………………………………………………………………………………51.1传感器的定义……………………………………………………………………………………6.1.2传感器的原理……………………………………………………………………………………6 2、传感器的用 (7)3、干扰源、干扰种类及干扰现象……………………………………………………………………….8 3.1、主要干扰源 (8)3.1.1从噪声产生的来源分类 (9)3.1.2从干扰的表现形式分类...................................................................... .. (9)3.1.3从干扰出现的区域分类 (9)3.1.4从干扰对电路作用的形式分类…………………………………………………………… .10 3.2抑制电磁干扰的基本方法 (10)3.2.1抑制电磁干扰的技术屏蔽技术………………………………………………………..….11 3.3干扰的现象…………………………………………………………………………………….….12.3.3.1干扰 (1)23.3.2常会遇到以下几种主要干扰现象...................................................................14 4、抗干扰的措施 (1)5 4.1、供电系统的抗干扰设计.......................................................................................15. 4.2、信号传输通道的抗干扰设计.................................................................................16 4.3、局部产生误差的消除..........................................................................................16 5结论....................................................................................................................14 6、参考文献............................................................................................................16 7、毕业论文工作进度的安排 (17)第 3 页共 17 页毕业论文前言随着信息化的发展，传感器的应用非常广泛，不论是在工业、农业、国防建设，还是在日常生活、教育事业以及科学研究等领域，处处可见传感器的身影。

传感器及仪器仪表抗干扰的措施传感器及仪器仪表抗干扰的措施、供电系统的抗干扰设计1对传感器、仪器仪表正常工作危害最严重的是电网尖峰脉冲干扰，产生尖峰干扰的用电设备有：电焊机、大电机、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯，甚至电烙铁等。

尖峰干扰可用硬件、软件结合的办法来抑制。

用硬件线路抑制尖峰干扰的影响 (1) 常用办法主要有三种：①在仪器交流电源输入端串入按频谱均衡的原理设计的干扰控制器，将尖峰电压集中的能量分配到不同的频段上，从而减弱其破坏性；②在仪器交流电源输入端加超级隔离变压器，利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲；③在仪器交流电源的输入端并联压敏电阻，利用尖峰脉冲到来时电阻值减小以降低仪器从电源分得的电压，从而削弱干扰的影响。

(2)利用软件方法抑制尖峰干扰对于周期性干扰，可以采用编程进行时间滤波，也就是用程序控制可控硅导通瞬间不采样，从而有效地消除干扰。

．技术抑制尖峰脉冲的(3)(watchdog)采用硬、软件结合的看门狗影响访问一次定时器，让定时器 CPU 软件：在定时器定时到之前，重新开始计时，正常程序运行，该定时器不会产生溢出脉冲，也就不会起作用。

一旦尖峰干扰出现了“飞程序”，则watchdog就不会在定时到之前访问定时器，因而定时信号就会出现，从CPU 而引起系统复位中断，保证智能仪器回到正常程序上来。

实行电源分组供电，例如：将执行电机的驱动电源与控制电 (4) 源分开，以防止设备间的干扰。

采用噪声滤波器也可以有效地抑制交流伺服驱动器对其它设 (5) 备的干扰。

该措施对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。

(6)采用隔离变压器考虑到高频噪声通过变压器主要不是靠初、次级线圈的互感耦合，而是靠初、次级寄生电容耦合的，因此隔离变压器的初、次级之间均用屏蔽层隔离，减少其分布电容，以提高抵抗共模干扰能力。

采用高抗干扰性能的电源，如利用频谱均衡法设计的高抗干(7)扰电源。

这种电源抵抗随机干扰非常有效，它能把高尖峰的扰动电的电压，但干扰TTL电压峰值小于电平)(压脉冲转换成低电压峰值脉冲的能量不变，从而可以提高传感器、仪器仪表的抗干扰能力。

1.开关型集成块 主要由霍尔元件,放大器,
施密特触发器,输出电路所 构成。 放大器采用差分式，利于
抗干扰； 施密特触发器是常用的限位
电平翻转的电路； 输出电路采用集电极开路方式(2,
3脚）。
2.线性集成块
放大器采用三运放组成精密电桥放大器，具有强大的抗干扰 能力。考虑到需要线性输出，有的器件内部安排了线性补偿电路。
角位移
3
2
1
7—14 角位移测量仪结构示意图
1—极靴 2—霍尔器件 3—励磁线圈
角度和电势变化正比，但不是线性，必须采用特定形状的磁极
位移
在磁场强度相同而极性相反的两个磁铁气隙中放置一 个霍尔元件。当元件的控制电流I恒定不变时，霍尔电 势方V 向H的与变磁化感梯应度强d度B dBx成为正一比常。数若则磁当场霍在尔一元定件范沿围x内方沿向x 移动时，VH 的变化为:
三.霍尔片的电路补偿
1.不等位电势的补偿:
不对称电路简单，而对称补偿的温度稳定性要好些
2.温度补偿
霍尔元件一般为半导体材料制成,许多参数都会受到温度的影响.例如迁移率、电 阻率都受到温度变化而明显变化。由此引起灵敏度,输入电阻,输出电阻都发 生相应变化.为了保证测量精度,有必要采取补偿措施。
（1）恒流源分压电阻法:
霍尔元件是半导体四端薄片，一般做成正方形，在薄片的相对两侧对称的悍上两对电极 引出线（一对称激励电流端，另一对称霍尔电势输出端）
霍尔元件实测
演示视频
二、霍尔片的主要技术指标
1.额定激励电流IH:
霍尔元件温升10C所焦耳热W.
Wj
I 2R
I 2
的测量以及自动控制。归纳起来，霍尔传感器主要有下列三 个方面的用途：
①维持I、a不变，则E=f(B)，在这方面的应用有：测量

§2.1 干扰的来源和传播途径
2、串模干扰 、串模干扰 串模干扰就是指串联叠加在工作信号上的干扰， 串模干扰就是指串联叠加在工作信号上的干扰，也 称之为正态干扰、常态干扰、横向干扰等。 称之为正态干扰、常态干扰、横向干扰等。
常用的干扰抑制技术
屏蔽技术 接地技术 浮置 平衡电路 滤波技术
静电屏蔽 在静电场作用下，导体内部无电力线，即各点等电位。静电屏蔽就是利用了与大地相连 接的导电性良好的金属容器，使其内部的电力线不外传，同时也不使外部的电力线影响其 内部。 静电屏蔽能防止静电场的影响，用它可以消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合 而产生的干扰。 在电源变压器的一次、二次侧绕组之间插入一个梳齿形薄铜皮并将它接地，以此来防止 两绕组间的静电耦合，就是静电屏蔽的范例。 电磁屏蔽 电磁屏蔽是采用导电良好的金属材料做成屏蔽层，利用高频干扰电磁场在屏蔽体，内产 生涡流，再利用涡流消耗高频干扰磁场的能量，从而削弱高频电磁场的影响。 若将电磁屏蔽层接地，则同时兼有静电屏蔽的作用。也就是说，用导电良好的金属材料 做成的接地电磁屏蔽层，同时起到电磁屏蔽和静电屏蔽两种作用 低频磁屏蔽 在低频磁场干扰下，采用高导磁材料作屏蔽层以便将干扰磁力线限制在磁阻很小的磁屏 蔽体内部，防止其干扰作用。 通常采用坡莫合金之类的对低频磁通有高导磁系数的材料。同时要有一定的厚度，以减少 磁阻。
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§2.1 干扰的来源和传播途径
二、 干扰的作用途径
1、静电耦合 、 干扰信号通过分布电容进行传递称为静电耦合。 干扰信号通过分布电容进行传递称为静电耦合。系 统内部各导线之间，印刷线路板的各线条之间， 统内部各导线之间，印刷线路板的各线条之间，变压器 线匝之间的绕组之间以及元件之间、 线匝之间的绕组之间以及元件之间、元件与导线之间都 存在着分布电容。 存在着分布电容。具有一定频率的干扰信号通过这些分 布电容提供的电抗通道穿行，对系统形成干扰。 布电容提供的电抗通道穿行，对系统形成干扰。