機電產(chǎn)品的抗干擾

1、 習(xí) 題 七7-1、簡述干擾的三個組成要素。干擾的形成包括三個要素：干擾源、傳播途徑和接受載體.7-2、簡述電磁干擾的種類。1、靜電干擾2 、磁場耦合干擾3、漏電耦合干擾4、共阻抗干擾5、電磁輻射干擾7-3、簡述干擾對機電一體化系統(tǒng)的影響。在機電一體化系統(tǒng)的工作環(huán)境中，存在大量的電磁信號，如電網(wǎng)的波動、強電設(shè)備的啟停、高壓設(shè)備和開關(guān)的電磁輻射等，當(dāng)它們在系統(tǒng)中產(chǎn)生電磁感應(yīng)和干擾沖擊時，往往就會擾亂系統(tǒng)的正常運行，輕者造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，降低了系統(tǒng)的精度；重者會引起控制系統(tǒng)死機或誤動作，造成設(shè)備損壞或人身傷亡。7-4、什么是共模干擾？共模干擾往往是指同時加載在各個輸入信號接口斷的共有的信號干擾。如

2、圖7-3所示檢測信號輸入A/D轉(zhuǎn)換器的兩個輸入端上的公有的電壓干擾。7-5、分析在機電一體化系統(tǒng)中常用的抗干擾措施。抑制干擾的措施很多，主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟件處理等方法7-6、什么是屏蔽技術(shù)及其分類？屏蔽是利用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻暮袪罨驓钇帘误w，將干擾源或干擾對象包圍起來從而割斷或削弱干擾場的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳輸。按需屏蔽的干擾場的性質(zhì)不同，可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。7-7、機電一體化中隔離方法有哪些？隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法7-8、常用的濾波器有哪些并分析他們的適用場合?濾波是抑制干擾傳導(dǎo)的一種重要方法。由于干擾源發(fā)出的電磁干

3、擾的頻譜往往比要接收的信號的頻譜寬得多，因此，當(dāng)接受器接收有用信號時，也會接收到那些不希望有的干擾。這時，可以采用濾波的方法，只讓所需要的頻率成分通過，而將干擾頻率成分加以抑制。常用濾波器根據(jù)其頻率特性又可分為低通、高通、帶通、帶阻等濾波器。低通濾波器只讓低頻成分通過，而高于截止頻率的成分則受抑制、衰減，不讓通過。高通濾波器只通過高頻成分，而低于截止頻率的成分則受抑制、衰減，不讓通過。帶通濾波器只讓某一頻帶范圍內(nèi)的頻率成分通過，而低于下截止和高于上截止頻率的成分均受抑制，不讓通過。帶阻濾波器只抑制某一頻率范圍內(nèi)的頻率成分，不讓其通過，而低于下截止和高于上截止頻率的頻率成分則可通過。7-9、什么

4、是接地？常用的接地方法有哪些？各有什么優(yōu)缺點？將電路、設(shè)備機殼等與作為零電位的一個公共參考點（大地）實現(xiàn)低阻抗的連接，稱之謂接地。接地的目的有兩個：一是為了安全，例如把電子設(shè)備的機殼、機座等與大地相接，當(dāng)設(shè)備中存在漏電時，不致影響人身安全，稱為安全接地；二是為了給系統(tǒng)提供一個基準(zhǔn)電位，例如脈沖數(shù)字電路的零電位點等，或為了抑制干擾，如屏蔽接地等。稱為工作接地。工作接地包括一點接地和多點接地兩種方式。1、一點接地如圖7-1所示為串聯(lián)一點接地，由于地電阻r1，r2和r3，是串聯(lián)的，所以各電路間相互發(fā)生干擾，雖然這種接地方式很不合理，但由于比較簡單，用的地方仍然很多。當(dāng)各電路的電平相差不大時還可勉強使

5、用；但當(dāng)各電路的電平相差很大時就不能使用，因為高電平將會產(chǎn)生很大的地電流并干擾到低電平電路中去。2、多點接地多點接地所需地線較多，一般適用于低頻信號。若電路工作頻率較高，電感分量大，各地線間的互感耦合會增加干擾。如圖所示，各接地點就近接于接地匯流排或底座、外殼等金屬構(gòu)件上。3、地線的設(shè)計 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計時要綜合考慮各種地線的布局和接地方法。如圖7-14所示是一臺數(shù)控機床的接地方法7-10、在機電一體化系統(tǒng)中怎樣利用軟件進行抗干擾？用軟件來識別有用信號和干擾信號，并濾除干擾信號的方法，稱為軟件濾波。識別信號的原則有兩種：（1）時間原則（2）空間原則（3）屬性原則7-11、簡述在機電一體化系統(tǒng)

6、中提高抗干擾的措施有哪些？一、邏輯設(shè)計力求簡單可靠二、硬件自檢測和軟件自恢復(fù)的設(shè)計三、從安裝和工藝等方面采取措施以消除干擾7-12、機電一體化系統(tǒng)中的計算機接口電路通常使用光電耦合器，請問光電耦合器的作用有哪些？光電隔離是以光作媒介在隔離的兩端間進行信號傳輸?shù)?，所用的器件是光電耦合器。由于光電耦合器在傳輸信息時，不是將其輸入和輸出的電信號進行直接耦合，而是借助于光作介物進行耦合，因而具有較強的隔離和抗干擾的能力。如圖7-6a所示為一般光電耦合器組成的輸入/輸出線路。在控制系統(tǒng)中，它既可以用作一般輸入/輸出的隔離，也可以代替脈沖變壓器起線路隔離與脈沖放大作用。由于光電耦合器具有二極管、三極管的電

7、氣特性，使它能方便地組合成各種電路。又由于它靠光耦合傳輸信息，使它具有很強的抗電磁干擾的能力，從而在機電一體化產(chǎn)品中獲得了極其廣泛的應(yīng)用.7-13、控制系統(tǒng)接地通常要注意哪些事項？ 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計時要綜合考慮各種地線的布局和接地方法。如圖7-14所示是一臺數(shù)控機床的接地方法。從圖中可以看出，接地系統(tǒng)形成三個通道：信號接地通道，將所有小信號、邏輯電路的信號、靈敏度高的信號的接地點都接到信號地通道上；功率接地通道，將所有大電流、大功率部件、晶閘管、繼電器、指示燈、強電部分的接地點都接到這一地線上；機械接地通道，將機柜、底座、面板、風(fēng)扇外殼、電動機底座等機床接地點都接到這一地線上，此地線又稱安全

8、地線通道。將這三個通道再接到總的公共接地點上，公共接地點與大地接觸良好，一般要求地電阻小于47。并且數(shù)控柜與強電柜之間有足夠粗的保護接地電纜，如截面積為5.514mm2的接地電纜。因此，這種地線接法有較強的抗干擾能力，能夠保證數(shù)控機床的正常運行7-14、目前，我國強制進行機電產(chǎn)品的“3C”認(rèn)證?！?C”認(rèn)證的含義是什么？有什么意義？根據(jù)中國入世承諾和體現(xiàn)國民待遇的原則，國家對強制性產(chǎn)品認(rèn)證使用統(tǒng)一的標(biāo)志。新的國家強制性認(rèn)證標(biāo)志名稱為"中國強制認(rèn)證"，英文名稱為"China Compulsory Certification"，英文縮寫為"CCC&

9、quot;。作為國際通行做法，它主要對涉及人類健康和安全、動植物生命和健康以及環(huán)境保護與公共安全的產(chǎn)品實施強制性認(rèn)證，確定統(tǒng)一適用的國家標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)則和實施程序，制定和發(fā)布統(tǒng)一的標(biāo)志，規(guī)定統(tǒng)一的收費標(biāo)準(zhǔn)。7-15、為什么國家嚴(yán)令禁止個人和集體私自使用大功率無繩電話？ 為保障民航飛行安全，避免民航無線電專用頻率受到干擾，信息產(chǎn)業(yè)部要求，嚴(yán)查非法生產(chǎn)、銷售大功率無繩電話機。保護民航飛行安全是無線電管理的重要工作之一，因此，信息產(chǎn)業(yè)部正與相關(guān)部門密切配合，加強無線電發(fā)射設(shè)備的市場管理，嚴(yán)禁大功率無繩電話的生產(chǎn)銷售。目前已收繳了大量大功率無繩電話機，并清理規(guī)范了無線尋呼發(fā)射機、廣播電視發(fā)射機、校園調(diào)頻

10、廣播的設(shè)置與使用。7-16、請解釋收音機（或電臺）的頻道（信號）接收工作原理。選擇性電路的輸出是選出某個電臺的高頻調(diào)幅信號，利用它直接推動耳機（電聲器）是不行的，還必須把它恢復(fù)成原來的音頻信號，這種還原電路稱為解調(diào)，把解調(diào)的音頻信號送到耳機，就可以收到廣播。7-17、什么是工頻？工頻濾波原理是什么？工頻干擾是各類工控測量系統(tǒng)中最常見的一種干擾信號，對有用信號的檢測起著極大的妨礙作用。濾除工頻干擾的原理 自適應(yīng)相干模板法，是根據(jù)工頻干擾的特點，從原始信號中得到工頻干擾的模板，再從原始信號中減去該模板，達(dá)到濾除工頻干擾的目的。假設(shè)X(n)為原始信號，S(n)為其中的有用信號，N(n)為工頻干擾信號

11、，則X(n) = S(n) + N(n)定義模板信號為式中，fs是信號的采樣頻率，fg是工頻干擾的頻率（50 Hz）。在自適應(yīng)模板法中，要求fs為fg的整數(shù)倍，即fs=k·50Hz（k為正整數(shù)）。由于N(n)為周期信號，若S(n)為零均值信號，當(dāng)M足夠大時，有所以，只要從原始輸入信號中減去模板信號就能達(dá)到濾除工頻干擾的目的，即 （1） 對（1）式兩端取Z變換，可得該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為7-18、計算機控制系統(tǒng)中，如何用軟件進行干擾的防護?“看門狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或軟件）的辦法要求使用監(jiān)控定時器定時檢查某段程序或接口，當(dāng)超過一定時間系統(tǒng)沒有檢查這段程序或接口時，可以認(rèn)定系

12、統(tǒng)運行出錯（干擾發(fā)生），可通過軟件進行系統(tǒng)復(fù)位或按事先預(yù)定方式運行 ?！翱撮T狗”，是工業(yè)控制機普遍采用的一種軟件抗干擾措施。當(dāng)侵入的尖鋒電磁干擾使計算機“飛程序”時，WATCHDOG能夠幫助系統(tǒng)自動恢復(fù)正常運行。7-19、試分析在變頻器的輸出端為什么常常會接磁環(huán)？（1）變頻器請使用獨立電源，遠(yuǎn)離高頻大功率的直流電焊機，電焊機自身的接地應(yīng)良好。 （2）與變頻器裝在同一電柜中的接觸器要選用高品質(zhì)的接觸器，最好選用滅弧效果好的產(chǎn)品，并與變頻器保持一定距離。 （3）供電電源電壓要避免有突變，要穩(wěn)定。 （4）變頻器接地端要正確接地。 （5）控制線與動力線要分開走線，不能置于同一線槽中?？刂凭€使用屏蔽線，

13、最好能穿管走線，金屬軟管應(yīng)接地良好。 （6）變頻器輸入、輸出端加裝磁環(huán)，平行并繞34圈，有助于抑制高次諧波。若進一步加強抗干擾效果，可加裝電抗器、濾波器等。 （7）在變頻器控制線或模擬信號線上加裝磁環(huán)。 （8）RS485通訊口與上位機相連采用光電隔離。 （9）減低載波頻率。 （10）在受干擾的儀表設(shè)備上加以屏蔽，屏蔽外殼正確接地，在此類儀表的電源進線端加裝磁環(huán)，在信號線側(cè)加濾波電容。 （11）在控制線端加電感等。7-20、試舉你身邊機電一體化產(chǎn)品中應(yīng)用抗干擾措施的例子并分析之。電視機的光纖通信電纜。提高抗干擾的措施最理想的方法是抑制干擾源，使其不向外產(chǎn)生干擾或?qū)⑵涓蓴_影響限制在允許的范圍之內(nèi)。由于