第十二章檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

第十二章檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

章節(jié)導入：采購的儀表，數(shù)碼顯示不穩(wěn)定；安裝到車間的儀表數(shù)據(jù)不穩(wěn)、動作失常；帶計算機的系統(tǒng)，計算機容易死機等等。本章要點：1、了解干擾源的種類以及掌握對應防護措施2、了解電磁干擾的種類、傳播途徑以及掌握對應防護措施3、掌握抗電磁干擾技術(shù)中的屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、電源濾波技術(shù)以及光電耦合技術(shù)2/1/20231第一節(jié)干擾源及防護

在非電量測量裝置的電路中出現(xiàn)的無用的背景信號與被測信號疊加在一起，這稱為干擾，有時也采用噪聲這一習慣用語。噪聲對檢測裝置的影響必須與有用信號共同分析才有意義。衡量噪聲對有用信號的影響常用信噪比（S/N）來表示，它是指在信號通道中，有用信號功率PS與噪聲功率PN之比，或有用信號電壓US與噪聲電壓UN之比。信噪比常用對數(shù)形式來表示，單位為dB，即S/N=10lg（PS/PN）=20lg（US/UN）（dB）在測量過程中應盡量提高信噪比，以減少噪聲對測量結(jié)果的影響?？吭黾臃糯蟊稊?shù)減少干擾是于事無補的

干擾與噪聲2/1/20232信噪比（S/N）的計算舉例

在擴音機輸入端測得：話筒輸出的做報告者聲音的平均電壓為50mV，50Hz干擾“嗡嗡”聲的電壓為0.5mV，求信噪比。解：S/N=20lg（50/0.5）dB=40dB結(jié)論：當S/N分別為20dB、0dB、-20dB時，信噪比說明做報告者聲音與干擾聲音轉(zhuǎn)換的電壓之間各為10倍、相同、-10倍的關(guān)系；而為40dB為100倍；60dB為1000倍的關(guān)系。

2/1/20233噪聲源及干擾源

一、機械干擾

1、產(chǎn)生的原因：機械干擾是指機械振動或沖擊使電子檢測裝置中的元件發(fā)生振動，改變了系統(tǒng)的電氣參數(shù)，造成可逆或不可逆的影響。2、造成的危害：焊點脫焊；電位器滑動臂移動；電感線圈電感量變化；電纜接插件滑脫；開關(guān)、繼電器、插頭及各種緊固螺釘松動；共振時還會引起零件的振幅加大，造成零件斷裂。2/1/202343、機械干擾采取措施：

（1）減震對機械干擾，可選用專用減振彈簧-橡膠墊腳或吸振橡膠海綿墊來降低系統(tǒng)的諧振頻率，吸收振動的能量，從而減小系統(tǒng)的振幅。

橡膠海綿軟墊橡膠墊腳及彈簧2/1/20235機械干擾采取措施：

（2）振動試驗臺

將被測儀器（如圖中的電子天平）固定在振動臺上，逐漸增大振幅，測試在不同頻率的規(guī)定振幅下，產(chǎn)品指標是否變化。固定2/1/20236機械干擾采取措施：（3）跌落試驗產(chǎn)品在運輸過程中常因為遭受劇烈震動或跌落而損壞或性能變差，因此需要做抗跌落試驗和測試。跌落試驗機2/1/20237二、濕度及化學干擾

1、產(chǎn)生的原因：

當環(huán)境相對濕度大于65%時，物體表面就會附著一層0.01～0.1um的水膜，并滲入材料內(nèi)部。

2、造成的危害：降低了絕緣強度，造成了漏電、擊穿和短路現(xiàn)象；潮濕還會加速金屬材料的腐蝕，并產(chǎn)生原電池電化學干擾電壓；在較高的溫度下，潮濕還會促使霉菌的生長，并引起有機材料的霉爛。某些化學物品如酸、堿、鹽、各種腐蝕性氣體以及沿海地區(qū)由海風帶到岸上的鹽霧也會造成與潮濕類似的漏電腐蝕現(xiàn)象。2/1/202383、采取的措施

（1）將變壓器等易漏電或擊穿的元器件用絕緣漆或環(huán)氧樹脂浸漬，將整個印刷電路板密封。（2）對設(shè)備定期加熱驅(qū)潮，或保持箱內(nèi)的微熱狀態(tài)。（3）對易受潮的電子線路安裝在不透氣的機箱中，箱蓋用橡膠圈密封。用絕緣漆浸漬過的控制變壓器浸漆可防止水分進入線圈內(nèi)部2/1/20239采取的措施

（4）儀器設(shè)備的

防潮試驗噴淋試驗2/1/202310采取的措施

儀器設(shè)備的防潮試驗—恒溫恒濕房可用于進行大型儀器設(shè)備的高低溫、恒定濕熱、交變濕熱試驗。體積：25m3

溫度調(diào)節(jié)范圍：（-40～+80）℃濕度調(diào)節(jié)范圍：（30～90）%RH2/1/202311三、熱干擾

1、造成的危害：

熱量，特別是溫度波動以及不均勻的溫度場對檢測裝置的干擾主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）元件參數(shù)的變化（溫漂）（2）接觸熱電勢干擾（3）元器件長期在高溫下工作時，引起壽命和耐壓等級降低等。2、克服熱干擾的防護措施有：

（1）選用低溫漂元件（2）采取軟、硬件溫度補償措施（3）選用低功耗、低發(fā)熱元件（4）提高元器件規(guī)格余量（5）儀器的前置輸入級遠離發(fā)熱元件（6）加強散熱（7）采用熱屏蔽等

2/1/202312

散熱風扇2/1/202313四、固有噪聲干擾

產(chǎn)生的原因及采取的措施：

在電路中，電子元件本身產(chǎn)生的、具有隨機性、寬頻帶的噪聲稱為固有噪聲。例如電視機的雪花現(xiàn)象；喇叭、耳機的噪聲；輸出電壓無規(guī)律跳變。

（1）電阻熱噪聲：電阻不與電源相連，兩端有噪聲電壓。輸入信號較小時，會被電阻熱噪聲產(chǎn)生的電壓淹沒。應根據(jù)需要確定電路帶寬；不要強調(diào)高頻輸入和高輸入電阻；盡量降低前置級的溫度。2/1/202314四、固有噪聲干擾

（2）半導體散粒噪聲：在半導體噪聲中，載流子的隨機擴散以及電子-空穴對隨機發(fā)生及復合，干擾測量結(jié)果。采取的措施：采用低噪聲以及較大放大倍數(shù)的三極管；減小半導體器件的電流和電路的帶寬。（3）接觸噪聲：元器件之間不完全接觸，引起電導率的起伏。例如：開關(guān)、繼電器觸點、電位器觸點、接線端子電阻、晶體管內(nèi)的不良接觸。采取的措施：是低頻電路的主要噪聲，減小流過觸點的直流電流；采用鍍金或鍍銠觸點；增加接觸壓力。2/1/202315五、電、磁噪聲干擾

1、產(chǎn)生的原因：電磁波可以通過電網(wǎng)以及直接輻射的形式傳播到離這些噪聲源很遠的檢測裝置中。2、造成的危害：在工頻輸電線附近也存在強大的交變電場，在強電流輸電線附近存在干擾磁場，他們將對十分靈敏的檢測裝置造成干擾。3、采取的措施：由于這些干擾源功率強大，要消除他們的影響較為困難，必須采取多種措施來防護。在下一節(jié)詳細學習。

2/1/202316第二節(jié)檢測技術(shù)中的電磁兼容原理

一、電磁兼容（EMC）概念

電磁兼容是指電子系統(tǒng)在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境中能正常工作的能力，而且還不允許產(chǎn)生超過規(guī)定的電磁干擾。

二、電磁干擾的來源電磁干擾源分為兩大類：自然界干擾源和人為干擾源，后者是檢測系統(tǒng)的主要干擾源。1.自然界干擾源包括地球外層空間的宇宙射電噪聲、太陽耀斑輻射噪聲以及大氣層的天電噪聲。后者的能量頻譜主要集中在30MHz以下，對檢測系統(tǒng)的影響較大。2.人為干擾源又可分為有意發(fā)射干擾源和無意發(fā)射干擾源。

2/1/202317干擾源舉例

自然界干擾源X光機產(chǎn)生大功率高頻干擾

閃電產(chǎn)生電磁場干擾人為干擾源2/1/202318人為干擾源雷達會產(chǎn)生大功率高頻干擾

變電站會產(chǎn)生50Hz的高次諧波干擾、電暈放電干擾2/1/202319三、電磁干擾的傳播途徑

干擾源敏感接收器干擾途徑電磁干擾必須同時具備三個因素：

消除或減弱電磁干擾的方法針對三方面因素，采取三方面措施：（1）消除或抑制干擾源。例如使干擾的電氣設(shè)備原理檢測裝置；整流子電動機改為無刷；繼電器、接觸器加消弧線圈。（2）破壞干擾途徑。提高電路絕緣性能；隔離變壓器；光耦合器；改變接地形式；采取電、磁、電磁屏蔽。（3）削弱接收回路對干擾的敏感性。數(shù)字電路比模擬電路抗干擾；低輸入阻抗比高輸入阻抗抗干擾。2/1/202320電磁干擾途徑：

電吹風機干擾電視機

電吹風機產(chǎn)生的電磁波干擾以兩種途徑到達電視機：一是通過共用的電源插座，二是以空間電磁場傳輸?shù)姆绞接呻娨暀C的天線接收。應設(shè)法切斷這些干擾途徑。此時電吹風為干擾源。總結(jié)：電磁干擾有“路”和“場”的干擾。

2/1/202321“路”和“場”的干擾區(qū)別

路的干擾必須在干擾源和被干擾對象之間有完整的電路連接，干擾沿著這個通路到達被干擾對象。例如通過電源線、變壓器引入的干擾。場的干擾不需要沿著電路傳輸，而是以電磁場輻射的方式進行。例如，電源線對傳感器的信號線的電場耦合干擾；又如電焊機電纜上的強電流對信號線的磁場耦合干擾。

2/1/2023221．通過路的干擾

（1）由泄漏電阻引起的干擾

當儀器的信號輸入端子與220V電源進線端子之間產(chǎn)生漏電、印制電路板上前置級輸入端與整流電路存在漏電等情況下，噪聲源可以通過這些漏電電阻作用于有關(guān)電路而造成干擾。被干擾點的等效阻抗越高，由泄漏電阻而產(chǎn)生的干擾影響越大。1-干擾源2-儀器輸入端子3-儀器的輸入電阻R-漏電阻2/1/202323采取的措施

此干擾為差模干擾采取的措施有：（1）消除印制板的泄漏電阻引起的干擾：在印制電路板正、反面各制作一個接地的環(huán)狀印制電路，將高輸入阻抗的元件電路及單元包圍在環(huán)的里面，由印制電路引起的漏電流直接通過接地保護環(huán)流入地線。（2）消除電源變壓器的漏電引起的干擾：將變壓器真空浸漆或用環(huán)氧樹脂灌封。（3）信號輸入端漏電引入的干擾：信號源遠離220V電源進線端子，并在它周圍設(shè)置接地保護端子。2/1/202324（2）由共阻抗耦合引起的干擾

共阻抗：當兩個或兩個以上的電路共同享有或使用一段公共的線路,而這段線路又具有一定的阻抗時,這個阻抗成為這兩個電路的共阻抗。引起的干擾：第二個電路的電流流過這個共阻抗所產(chǎn)生的壓降就成為第一個電路的干擾電壓。常見的例子是通過接地線阻抗引入的共阻抗耦合干擾。2/1/202325

負載（喇叭）的電流較大，它與放大器的負電源線共用了一段地線，在地線的微小電阻上產(chǎn)生了壓降，造成了干擾。

此干擾也為差模干擾采取的措施：將地線分開設(shè)置。具體方法在第三節(jié)詳細學習。由共阻抗耦合引起的干擾

負載電流干擾壓降正確接線2/1/202326（3）由電源配

電回路引

入的干擾

產(chǎn)生的原因：

交流供配電線路在工業(yè)現(xiàn)場的分布相當于一個吸收各種干擾的網(wǎng)絡(luò),而且十分方便地以電路傳導的形式傳遍各處，經(jīng)檢測裝置的電源線進入儀器內(nèi)部造成干擾。最明顯的是電壓突變和交流電源波形畸變，它使工頻的高次諧波(從低頻一直延伸至高頻)經(jīng)電源線進入儀器的前級電路。例如，由調(diào)壓或逆變電路中的晶閘管引起的大功率高次諧波干擾；又如開關(guān)電源經(jīng)電源線往外泄漏出的幾百千赫茲尖脈沖干擾。2/1/2023272．通過場的干擾

工業(yè)現(xiàn)場各種線路的電壓、電流的變化反映在其對應的電場、磁場的變化，各種噪聲源通過這些場的途徑將噪聲源的部分能量傳遞給檢測電路，造成干擾。（1）由電場耦合引起的干擾：電場耦合實質(zhì)上是電容性耦合。采取的措施：必須減小兩者間的分布電容；必須盡量保持電路和信號線的對地平衡；布線時，多采用雙絞扭屏蔽線。

2/1/202328（2）由磁場耦合引起的干擾

磁場耦合干擾的實質(zhì)是互感性耦合干擾。防止磁場耦合干擾途徑的辦法有：使信號線遠離強電流干擾源，從而減小互感量M；

采用低頻磁屏蔽，從而減小信號線感受到的磁場；采用絞扭導線使引入到信號處理電路兩端的干擾電壓大小相等、相位相同，使差模干擾轉(zhuǎn)變成共模干擾。

C型變壓器的漏感比E型的小4對雙絞扭線2/1/2023293、共模干擾與串模干擾

如果干擾源對兩根信號傳輸線的干擾大小相等、相位相同,就屬于共模干擾。由于“儀用放大器”的共模抑制比KCMR較大,所以共模干擾可以被抑制。但當系統(tǒng)兩個輸入端出現(xiàn)很難避免的不平衡時,共模電壓的一部分將轉(zhuǎn)換為串模干擾，就較難消除了。

熱電偶引線與220V電源線靠得太近將引起電場偶合干擾。如果UNi對兩根信號傳輸線的干擾大小相等、相位相同,就屬于共模干擾。2/1/202330共模干擾與串模干擾舉例

2/1/202331第三節(jié)幾種電磁兼容控制技術(shù)

抗電磁干擾技術(shù)有時又稱為電磁兼容控制技術(shù)。可采用破壞干擾途徑和削弱檢測系統(tǒng)電路對干擾的敏感性等方法，常用的抗干擾措施有屏蔽、接地、浮置、濾波、光電隔離等技術(shù)。一、屏蔽技術(shù)利用金屬材料制成容器，將需要防護的電路包圍在其中，可以防止電場或磁場耦合干擾的方法稱為屏蔽。屏蔽可分為靜電屏蔽、低頻磁屏蔽和電磁屏蔽等幾種。根據(jù)不同的對象，使用不同的屏蔽方式。

2/1/202332

未加屏蔽罩時，中頻變壓器線圈易受外界干擾。加屏蔽罩后的中頻變壓器屏蔽現(xiàn)象舉例：

用銅網(wǎng)或不銹鋼網(wǎng)將收音機包圍起來并接大地，收音機收不到臺。過山洞時，手機沒有信號。屏蔽措施有靜電屏蔽、低頻磁屏蔽、電磁屏蔽2/1/2023331.靜電屏蔽

靜電屏蔽是用銅或鋁(有些設(shè)備雖然用工程塑料做外殼），但內(nèi)部貼有金屬薄膜）等導電性良好的金屬為材料制作成封閉的金屬容器，并與地線連接，把需要屏蔽的電路置于其中，使外部干擾電場的電力場不影響其內(nèi)部的電路，反之，內(nèi)部電路產(chǎn)生的電力線也無法影響外電路。靜電屏蔽的容器器壁上允許有較小的孔洞（作為引線孔或調(diào)試孔）它對屏蔽的影響不大。通風屏蔽窗帶孔屏蔽板2/1/202334靜電屏蔽舉例

開關(guān)電源采用帶孔的屏蔽外殼，既可散熱，又可防止電磁干擾外泄。儀器設(shè)備的屏蔽外殼必須接地。2/1/202335靜電屏蔽舉例

自制的屏蔽罩帶調(diào)試孔的屏蔽盒2/1/202336屏蔽線

三絞扭屏蔽線銅芯4對雙絞扭屏蔽線（屏蔽層接地）聚氟乙烯絕緣層銅線編織網(wǎng)（接地）2/1/2023372.低頻磁屏蔽

低頻磁屏蔽是用來隔離低頻（主要指50Hz）磁場和固定磁場（也稱靜磁場，其幅度、方向不隨時間變化，如永久磁鐵產(chǎn)生的磁場）耦合干擾的有效措施。靜電屏蔽線或靜電屏蔽盒對低頻磁場不起隔離作用。必須采用高導磁材料作屏蔽層，以便讓低頻干擾磁力線只從磁阻很小的磁屏蔽層上通過，使低頻磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受低頻磁場耦合干擾的影響。有時還將屏蔽線穿在接地的鐵質(zhì)蛇皮管或普通鐵管內(nèi)，同時達到靜電屏蔽和低頻屏蔽的目的。

2/1/202338低頻磁屏蔽舉例

多數(shù)儀器的外殼采用導磁材料（例如：鐵質(zhì)機殼）作屏蔽層，讓低頻干擾磁力線從磁阻很小的磁屏蔽層上通過，使受外殼保護的內(nèi)部電路免受低頻磁場耦合干擾的影響。如果將外殼接地，則同時達到靜電屏蔽和低頻磁屏蔽的目的。將屏蔽線穿在鐵質(zhì)蛇皮管中起到雙重屏蔽的作用。2/1/2023393.電磁屏蔽

電磁屏蔽是采用導電良好的金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等不同的外形，將被保護的電路包圍在其中。它屏蔽的干擾對象是高頻（40kHz以上）磁場。干擾源產(chǎn)生的高頻磁場遇到導電良好的電磁屏蔽層時，就在其外表面感應出同頻率的電渦流，從而消耗了高頻干擾源磁場的能量。其次，電渦流也將產(chǎn)生一個新的磁場，抵消了一部分干擾磁場的能量，從而使電磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受高頻干擾磁場的影響。

鍍銅電磁屏蔽盒2/1/202340軍用屏蔽帳篷4、用導電纖維材料編織而成的軍用電磁屏蔽器材

（參考常州雷寧電磁屏蔽設(shè)備公司資料）

軍用電子方艙屏蔽通信車2/1/202341用導電纖維材料編織而成的電磁屏蔽服

輻射源防電磁波屏蔽服裝2/1/2023425、屏蔽室

導電PVC地板用于防靜電及底部屏蔽干擾信號無法穿透鋼板屏蔽室2/1/202343二、接地技術(shù)

（一）地線的種類接地起源于強電技術(shù)，它的本意是接大地，主要著眼于安全。這種地線也稱為“保安地線”。它的接地電阻值必須小于規(guī)定的數(shù)值。對于儀器、通訊、計算機等電子技術(shù)來說，“地線”多是指電信號的基準電位，也稱為“公共參考端”，它除了作為各級電路的電流通道之外，還是保證電路工作穩(wěn)定、抑制干擾的重要環(huán)節(jié)。它可以接大地，也可以與大地隔絕。通常將儀器設(shè)備的公共參考端稱為信號地線。信號地線分為模擬信號地線、數(shù)字信號地線、信號源地線、負載地線。

2/1/202344保安地線的舉例

電烙鐵的外殼必須良好地接大地，以保證人身安全以及焊接對象不致被靜電擊穿。2/1/202345保安地線的舉例

人在工頻電場中工作時，身體可能感應出幾十伏以上的電壓；當人在地板上行走時，也可能因摩擦而帶上幾百伏以上的靜電。因此在焊接集成電路時，人體必須良好地接大地，以保證集成電路的CMOS輸入端不致被靜電擊穿。人體接地的方法之一是帶上接地的防靜電手腕帶。防靜電手腕帶接地2/1/202346信號地線

1.模擬信號地線是模擬信號的零信號電位公共線。因為模擬信號電壓多數(shù)情況下均較弱、易受干擾，易形成級間不希望的反饋，所以模擬信號地線的橫截面積應盡量大些。2.數(shù)字信號地線數(shù)字信號地線是數(shù)字信號的零電平公共線。由于數(shù)字信號處于脈沖工作狀態(tài)，動態(tài)脈沖電流在接地阻抗上產(chǎn)生的壓降往往成為微弱模擬信號的干擾源，為了避免數(shù)字信號對模擬信號的干擾，兩者的地線應分別設(shè)置為宜，否則會嚴重干擾模擬信號的測量結(jié)果。

2/1/202347舉例說明

圖示為數(shù)字電路干擾模擬電路的例子。該圖錯誤地將數(shù)字面板表的電源負極（有較大的數(shù)字脈沖電流）與被測電壓（易受干擾的模擬信號）的負極在數(shù)字面板表的接插件上用一根地線連接到印制電路板上，就會使數(shù)字面板表的示值跳動不止。如果將數(shù)字電路的地線與模擬電路的地線分開設(shè)置就能有效地消除這種干擾。正確接法如圖紅線所示。2/1/2023483.信號源地線

傳感器可看作是測量裝置的信號源，多數(shù)情況下信號較為微弱，通常傳感器安裝在生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場，而測量裝置設(shè)在離現(xiàn)場一定距離的控制室內(nèi)，從測量裝置的角度看，可以認為傳感器的公共參考端就是信號源地線，它必須與測量裝置進行正確的連接才能提高整個檢測系統(tǒng)的抗干擾能力。

4.負載地線

負載的電流一般都比前級信號電流大得多，負載地線上的電流有可能干擾前級微弱的信號，因此負載地線必須與其他信號地線分開。例如，若誤將喇叭的負極（接地線）與擴音機話筒的屏蔽線碰在一起，就相當于負載地線與信號地線合并，可能引起嘯叫。又如當負載是繼電器時，繼電器觸點閉合和斷開的瞬間經(jīng)常產(chǎn)生電火花，容易反饋到前級，造成干擾，因此應正確連接。

2/1/202349（二）一點接地原則

對于模擬信號地線、數(shù)字信號地線、信號源地線、負載地線等幾種地線一般應分別設(shè)置，在電位需要連通時，也必須仔細選擇合適的點，在一個地方相連，才能消除各地線之間的干擾。

1.單級電路的一點接地原則2/1/202350單級電路的一點接地原則

考慮到加工工藝，在實際的印制電路板設(shè)計中，只能做到各接地點盡量靠近、并加大地線的寬度。1—接線端子2—印制板安裝孔3—接地母線4—高頻變壓器屏蔽外殼接地點

2/1/2023512.多級電路的一點接地原則

若將多級電路的地線逐級串聯(lián)，在最后一段地線上將存在一定的對地電位差，有可能產(chǎn)生共阻抗耦合干擾，應采取并聯(lián)接地方式，才不易產(chǎn)生級與級之間的相互干擾。注意：只有頻率為1MHz下才予以使用。高頻時采用3.大面積接地。設(shè)計多級電路的地線應注意以下兩個原則：一是公用地線截面積應盡量大些，以減小地線的內(nèi)阻，二是應把電流最大的電路放在距電源的接地點最近的地方。2/1/202352舉例多級電路的一點接地下圖的多級電路接地為串聯(lián)，正確接法應為并聯(lián)。淺黃線為電源線，橘黃線為地線。監(jiān)控電路電源盒第二級放大器第一級放大器地線1地線3+12V地線22/1/202353大面積接地

當頻率較高時，應采取大面積的地線，這時允許“多點接地”，這是因為接地面積十分大，內(nèi)阻很低，事實上相當于一點接地，不易產(chǎn)生級與級之間的共阻耦合。

2/1/2023543、檢測系統(tǒng)的一點接地原則

將檢測系統(tǒng)的一次儀表和二次儀表安裝到工廠時，出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)跳變，涉及到檢測系統(tǒng)的一點接地。產(chǎn)生的原因是：（1）大地電位差：在工業(yè)現(xiàn)場，接地電氣設(shè)備多，大地出現(xiàn)電位差（2）若將傳感器及二次儀表的零電位參考點在安裝地點分別接大地，因大地電位差，產(chǎn)生大地換流（3）檢測系統(tǒng)接地方案1屏蔽線的屏蔽層應接傳感器的地線，而不允許屏蔽層兩端接地。

2/1/202355檢測系統(tǒng)的一點接地原則

（4）浮置電路：二次儀表電路未接信號線之前，與大地之間沒有任何導電性的直流電阻聯(lián)系，上述方案1中二次儀表屬于此類情況。有許多傳感器采用兩線制電流輸出形式，它的兩根信號線均不接大地。如果這時二次儀表也采用浮置電路，容易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象，易產(chǎn)生電場干擾。（5）在這種情況下多采用二次儀表測公共參考端接地的方案。即檢測系統(tǒng)接地方案2此種情況下，檢測系統(tǒng)仍然符合一點接地原則。在二次儀表與計算機相連接的情況下，由于計算機的公共參考端已被接金屬機箱，并通過保安地線接大地，所以這時二次儀表的零電位端（公共參考端）也就通過計算機接大地了。在這種情況下，傳感器的公共參考端絕對不應再接地，否則會產(chǎn)生大地環(huán)流，造成干擾。2/1/202356舉例檢測系統(tǒng)一點接地原則方案2

此電路為兩線制，二次儀表浮置，靜電積累造成干擾，正確接法如電路中的紅線。2/1/202357三、濾波技術(shù)

濾波器是抑制交流差模干擾的有效手段之一。有RC濾波器和LC濾波器等幾種。

1.RC濾波器：當信號源為熱電偶、應變片等信號變化緩慢的傳感器時，利用小體積、低成本的無源RC低通濾波器將對串模干擾有較好的抑制效果。采用兩級，差模干擾衰減更明顯。

a）單節(jié)RC濾波器與放大器的連接b）雙節(jié)RC濾波器

c）低通濾波器圖形符號d）頻率特性

2/1/2023582.交流電源濾波器

電源網(wǎng)絡(luò)吸收了各種高、低頻噪聲，對此常用LC濾波器來抑制混入電源的噪聲。

圖中的100H電感、0.1F電容組成高頻濾波器，用于吸收從電源線傳導進來的中短波段的高頻噪聲干擾；圖中兩只對稱的5mH電感是由繞在同一只鐵心兩側(cè)、匝數(shù)相等的電感繞組構(gòu)成的，稱為共模電感，用于吸收因電源波形畸變而產(chǎn)生的諧波干擾；圖中的壓敏電阻用于吸收因雷擊等引起的浪涌電壓干擾。2/1/202359交流電源濾波器的內(nèi)部電路共模電感差模電感2/1/202360交流電源濾波器外形

2/1/202361交流電源濾波器外形

用戶可根據(jù)需要，選擇內(nèi)部包含一級LC或兩級甚至三級LC的電源濾波器。使用時外殼需要良好接大地。

右圖的電源濾波器共有兩級LC濾波電路。

電源濾波器中的共模電感三相共模電感2/1/202362開關(guān)電源內(nèi)部的電源濾波器及共模電感

當50Hz電流流經(jīng)共模電感時，由于進線與出線產(chǎn)生的磁場方向相反，相互抵消，不會產(chǎn)生壓降，但共模電感對共模干擾卻有較大的感抗。2/1/202363交流電源濾波器的使用效果使用電源濾波器前觀察到的干擾使用電源濾波器后干擾消失結(jié)論：購買開關(guān)電源、UPS、變頻器或電子調(diào)壓器，必須查明是否串有合格的LC濾波器，是否符合國家電磁兼容標準，否則會傳送電磁干擾。2/1/2023643.直流電源濾波器

直流電源往往為幾個電路所共用，為了避免通過電源內(nèi)阻造成幾個電路間互相干擾，應在每個電路的直流電源上加上RC或LC退耦濾波器。下圖中的電解電容用來濾除低頻噪聲，電解電容旁邊并聯(lián)一個0.01~0.1F的磁介電容或獨石電容，用來濾除高頻噪聲。

2/1/202365四、光電耦合技術(shù)

目前檢測系統(tǒng)越來越多地采用光耦合器，也稱光電耦合器或光耦，它可較大地提高系統(tǒng)的抗共模干擾能力。（一）光耦合器1、光耦合器的原理光耦合器是一種電→光→電耦合器件，它的輸入量是電流，輸出量也是電流，可是兩者之間從電氣上看卻是絕緣的，輸入、輸出回路的絕緣電阻可高達1010、耐壓超過1kV。光耦中的發(fā)光二極管一般采用砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而光敏元件可以是光敏二極管、三極管、達林頓管，甚至可以是光敏雙向晶閘管、光敏集成電路等。

2/1/202366光電耦合技術(shù)

2、光耦合器的特點：1）輸入、輸出回路絕緣電阻高（1010、耐壓超過1kV）2）光的傳輸是單向的，所以輸出信號不會反饋和影響輸入端。3）輸入、輸出回路在電氣上是完全隔離的，很好地解決不同電位、不同邏輯電路之間的隔離和傳輸之間的矛盾。

2/1/2023673、光電耦合器的外形雙列直插式貼片式2/1/202368（二）光耦的隔離、傳輸作用舉例

下圖是用光耦傳遞信號并將輸入回路與輸出回路隔離的電路。