干扰的种类
(1)常模干扰
常模干扰是指干扰信号的侵入在往返2条线上是一致的。常模干扰来源一般是周围较强的交变磁场,使仪器受周围交变磁场影响而产生交流电动势形成干扰,这种干扰较难除掉。
(2)共模干扰
共模干扰是指干扰信号在2条线上各流过一部分,以地为公共回路,而信号电流只在往返2个线路中流过。共模干扰的来源一般是设备对地漏电、地电位差、线路本身具有对地干扰等。由于线路的不平衡状态,共模干扰会转换成常模干扰,就较难除掉了。
(3)长时干扰
长时干扰是指长期存在的干扰,此类干扰的特点是干扰电压长期存在且变化不大,用检测仪表很容易测出,如电源线或邻近动力线的电磁干扰都是连续的交流50 Hz工频干扰。
(4)意外的瞬时干扰
意外瞬时干扰主要在电气设备操作时发生,如合闸或分闸等,有时也在伴随雷电发生或无线电设备工作瞬间产生。
干扰可粗略地分为3个方面:
(a)局部产生(即不需要的热电偶);
(b)子系统内部的耦合(即地线的路径问题);
(c)外部产生(Bp电源频率的干扰)。
本文分析了影响模拟传感器小信号处理精度的干扰根源、干扰种类以及干扰现象,给出了实际应用中的各种抗干扰措施。
关键词:模拟传感器;小信号处理;抗干扰措施
中图分类号: TP212.1 文献标识码: A
一、前言
模拟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,处处可见模拟传感器的身影。但在模拟传感器的设计和使用中,都有一个如何使其测量精度达到的问题。而众多的干扰一直影响着传感器的测量精度,如:现场大耗能设备多,特别是大功率感性负载的启停往往会使电网产生几百伏甚至几千伏的尖脉冲干扰;工业电网欠压或过压(涉县钢铁厂供电电压在160V~310V波动),常常达到额定电压的35%左右,这种恶劣的供电有时长达几分钟、几小时,甚至几天;各种信号线绑扎在一起或走同一根多芯电缆,信号会受到干扰,特别是信号线与交流动力线同走一个长的管道中干扰尤甚;多路开关或保持器性能不好,也会引起通道信号的窜扰;空间各种电磁、气象条件、雷电甚至地磁场的变化也会干扰传感器的正常工作;此外,现场温度、湿度的变化可能引起电路参数发生变化,腐蚀性气体、酸碱盐的作用,野外的风沙、雨淋,甚至鼠咬虫蛀等都会影响传感器的可靠性。模拟传感器输出的一般都是小信号,都存在小信号放大、处理、整形以及抗干扰问题,也就是将传感器的微弱信号地放大到所需要的统一标准信号(如1VDC~5VDC或4 mADC~20mADC),并达到所需要的技术指标。这就要求设计制作者必须注意到模拟传感器电路图上未表示出来的某些问题,即抗干扰问题。只有搞清楚模拟传感器的干扰源以及干扰作用方式,设计出消除干扰的电路或预防干扰的措施,才能达到应用模拟传感器的状态。
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(0~210000)ppm
检测精度: >100ppm量程±3 FS % ≤100ppm量程±5 FS %
响应时间: T90<20s
输出信号: 串口输出数字信号(可选网络接口通信)
电源: AC220V±10% 频率50Hz±5%
环境温度: 0℃~45℃
样气流量: (200~2000)mL/min(内置气体旁路)
重量: ≤10Kg
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在传感器特性分析中我们可知传感器有很多方面的性能指标。传感器设计是力学,电学,化学,生物学和材料学等众多方面的综合,如果要使传感器的各个性能指标都达到优良,这会给制作带来难度,而在实际应用上,可能有些指标对某—特殊的被测信号并不产生影响。因此,在设计和选择传感器时.首先,应该根据被测信号的特点,确定传感器的主要方面的性能指标。不必追求全面的性能指标,例如,在静态测试条件下对动态性能指标的要求就没有必要考虑。其次造成传感器性能不稳定的原因是:随时间推移或环境条件的变化,构成传感器的各种材料和元器件性能将发生变化。为了达到测量所要求的精度,在选择使用传感器时,应综合充分考虑测量电路的设计方案的利弊。确定传感器的性能技术指标。在设计产品时,还应考虑到价比,例如微机的使用能解决传感器的非线性,这降低了对传感器的要求,但相应在产品中增加了微机的成本。设计使用传感器时,以下综合几点关于如何提高传感器性能的方法: 在设计选用传感器时,首先应从测试环境的要求、被测信号的待点、测试精度的要求等主要方面考虑,确定传感器性能和工作环境参数等重要指标.在满足以上条件的情况下,综合考虑传感器的种类、结构...
加速度传感器和陀螺仪通常称为惯性传感器,常用于各种设备或终端中实现姿态检测,运动检测等,也就很适合玩体感游戏的人群。加速度传感器利用重力加速度,可以用于检测设备的倾斜角度,但是它会受到运动加速度的影响,使倾角测量不够准确,所以通常需利用陀螺仪和磁传感器补偿。同时磁传感器测量方位角时,也是利用地磁场,当系统中电流变化或周围有导磁材料时,以及当设备倾斜时,测量出的方位角也不准确,这时需要用加速度传感器(倾角传感器)和陀螺仪进行补偿。 PNI公司的新款数据融合处理芯片SENtral,是惯性导航传感器数据融合的数据处理中心,是首款超低功耗、同时处理9轴惯性传感器的集成电路。该芯片同时处理九轴惯性传感器数据--3轴加速度传感器,3轴磁传感器,3轴陀螺仪,依托PNI研究与设计传感器数据融合技术的专家20多年的经验与PNI专利的卡尔曼滤波算法等技术,芯片快速输出准确可靠的方向(航向)、俯仰角、横滚角和角速度等实时运动数据。 ±5º 单轴 ...