12传感器抗干扰技术
传感器中使用的抗干扰技术
传感器中使用的抗干扰技术1.1绕线技术：通过绕线使传感器输出电缆进行电磁屏蔽，减少外部电磁干扰对传感器的影响。
1.2金属屏蔽技术：在传感器的外壳或电路板上添加金属屏蔽层，阻挡外部的电磁干扰。
1.3增加滤波器：在传感器的电路中增加低通、高通或带通滤波器，滤除干扰频率的信号。
1.4增加隔离器：将传感器与被测对象的电路隔离，阻止干扰信号的传播。
1.5引入可变增益放大器：根据不同的工作环境，通过调整放大器的增益，提高传感器的输入信号与干扰信号的动态范围。
2.1数字滤波技术：通过数字信号处理算法，滤除干扰信号，提取有效的测量信号。
2.2校正算法：通过对不同工作环境下的干扰信号的分析和建模，设计相应的校正算法，消除干扰对测量结果的影响。
2.3故障诊断技术：通过对传感器输出信号的监测和分析，检测传感器是否受到干扰或故障，并提供相应的补偿或报警。
2.4信号处理算法：通过对传感器输出信号进行处理，提取有效信息，滤除干扰信号。
2.5信号采样技术：通过合理的采样频率和采样精度，提高传感器对有效信号的采样率，减少干扰信号的干扰。
3.电磁兼容性设计技术3.1地线设计：合理设计传感器的地线布线，减少电磁辐射和电磁感应。
3.2电源线设计：合理设计传感器的电源线布线，减少电磁干扰和电磁感应。
3.3路由规划：合理规划传感器的布线路径，尽量避免与其他电磁源的干扰。
3.4屏蔽灵敏部件：对于传感器中的灵敏部件，如ADC等，使用合适的屏蔽措施，减少电磁干扰。
3.5系统排布：合理布置传感器系统中各个模块的位置和间距，减少它们之间的电磁干扰。
4.地址编码技术4.1使用独特的地址编码：将每个传感器分配一个独一无二的地址，通过地址编码来区分传感器之间的信号。
4.2增加容错机制：在地址编码中增加冗余信息，使得接收端能够校验传输的地址信息是否正确。
4.3时钟同步：通过时钟同步技术，使得传感器能够在相同的时间窗口内发送和接收信号，避免信号混淆和干扰。
传感器中的噪声和干扰抑制技术
传感器中的噪声和干扰抑制技术传感器是现代科技领域中的重要组成部分，被广泛应用于各个领域。
然而，传感器在工作过程中常常会受到噪声和干扰的干扰，降低了其性能和准确性。
为了解决这一问题，人们提出了各种噪声和干扰抑制技术，本文将从几个方面详细介绍这些技术的原理和应用。
一、噪声来源与分类在了解噪声和干扰抑制技术之前，我们首先需要了解噪声的来源和分类。
噪声主要可以分为外部噪声和内部噪声。
外部噪声主要来自于环境，如电磁辐射、震动、温度变化等。
内部噪声则是由于传感器本身的结构和电路等因素引起的，如放大器电路噪声、电源噪声等。
根据频率范围的不同，噪声可以进一步分为低频噪声、中频噪声和高频噪声。
低频噪声一般在1Hz以下，主要来源于环境震动和温度变化等；中频噪声在几百Hz至几百kHz范围内，主要由电磁干扰引起；高频噪声则在几百kHz以上，如来自于放大器电路的噪声。
二、噪声抑制技术1. 信号滤波技术信号滤波技术是最常用的噪声抑制技术之一。
滤波器可以根据噪声的频率范围进行选择。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器用于滤除高频噪声，高通滤波器则用于滤除低频噪声，带通滤波器和带阻滤波器可以根据实际噪声频谱的分布来选择。
2. 系统抗干扰技术系统抗干扰技术主要包括防电磁干扰和防震动技术。
防电磁干扰主要通过合理设计传感器的结构和电路布局以及屏蔽等手段来降低外界电磁信号对传感器的干扰。
防震动技术则通过采用减振材料、调整传感器的安装方式等方式来降低震动对传感器的影响。
3. 信号处理技术信号处理技术是一种较为复杂的噪声抑制技术，它可以通过对传感器采集到的信号进行处理，提取有用的信息并滤除噪声。
常见的信号处理技术包括数字滤波、小波变换、自适应滤波等。
这些技术可以对传感器信号进行干扰抑制、特征提取和信号重建等处理，从而提高传感器的性能。
三、干扰抑制技术的应用噪声和干扰抑制技术在各个领域都有广泛的应用。
例如，在无线通信领域，通过采用合适的信道编码和解码技术，可以降低信道噪声对通信质量的影响，提高通信的可靠性和性能。
改善传感器性能的主要技术途径
1. 稳定性技术
传感器作为长期测量或反复使用的元件，其稳定性尤为重 要，甚至超过精度指标。因为后者只要知道误差的规律就可进 行补偿或修正，前者则不然。造成传感器不稳定的原因是随时 间推移或环境条件变化，构成传感器的各种材料与元器件性能 发生变化。为提高传感器性能的稳定性，应对材料、元器件或 传感器整体进行稳定性处理，如结构材料的时效处理，永磁材 料的时间老化、温度老化，电气元件的老化、筛选等。在测量 要求较高的情况下，传感器的附加调整元件、电路的关键器件 也要进行老化、筛选。
思考与练习
问题 改善传感器性能的主要技术途径有哪些？ 思考：
课堂体验
基本内容 找出日常生活中的传感器，并说说它们的类别和作用。 本环节由教师组织学生进行，教师和学生一起讨论日常生活 中用到的传感器，学生根据前面所学知识对传感器采集的信息进 行分析，并对传感器进行分类，如电阻式、电容式、电感式、光 电式、热电式、压电式、磁电式等。
2. 抗干扰技术
传感器可看成一个复杂的输入系统，输入信号除有被测量 外，还有外界干扰因素。为减小测量误差，应设法削弱或消除外 界干扰因素对传感器的影响，方法有以下两种:
（1）减少影响传感器灵敏度的因素，如采用补偿、差动全 桥等措施。
（2）降低干扰因素对传感器的实际作用的功率，如采用屏 蔽、隔离措施等。
传感器与检测技术
3. 补偿校正技术
当传感器或检测系统的系统误差的变化规律过于复 杂，采取一定的技术措施后仍难满足要求，或者可满足 要求，但经济上不合算或技术过于复杂而无现实意义时， 可找出误差的方向和数值，采用修正曲线方法加以补偿 或校正。
智能化智能环境控制系统的技术要求
智能化智能环境控制系统的技术要求智能化智能环境控制系统是基于先进的传感器、控制器和算法等技术，通过对环境参数的实时获取、分析和处理，实现对环境的智能管理，提供舒适、健康、节能的居住环境。
以下是智能化智能环境控制系统的一些技术要求。
一、传感器技术要求1. 多元化传感器：需要采用各种类型的传感器，如温湿度传感器、光照传感器、空气质量传感器等，用于监测环境的温度、湿度、光照、空气质量等参数。
2. 高精度传感器：传感器需要具备高精度的测量能力，能够准确地获取环境参数，并及时反馈给控制系统。
3. 快速响应传感器：传感器需要具备快速的响应能力，能够实时监测环境参数的变化，并即时传输数据给控制系统。
4. 网络传感器：传感器需要能够通过网络进行通信，实现对远程环境的监测和控制。
二、控制器技术要求1. 高性能处理器：控制器需要搭载高性能处理器，能够快速处理传感器数据，实现精确的环境控制。
2. 实时调度算法：控制器需要采用实时调度算法，能够根据传感器数据和用户需求，及时调整环境参数，并根据不同的时间段和季节制定不同的控制策略。
3. 可靠的通信接口：控制器需要具备可靠的通信接口，能够与传感器、执行机构等设备进行数据交换和控制指令传输。
4. 可扩展性：控制器需要具备良好的可扩展性，能够根据需求增加新的传感器和控制设备，实现对更广泛范围的环境参数的监测和控制。
三、算法技术要求1. 数据分析算法：系统需要具备强大的数据分析能力，能够对传感器数据进行实时分析，识别环境问题，并提出相应的处理策略。
2. 优化算法：系统需要采用优化算法，能够根据用户需求和环境条件，自动优化环境参数，实现舒适、健康、节能的居住环境。
3. 自学习算法：系统需要具备自学习能力，能够通过不断收集、分析和处理数据，提高智能化的水平，自适应用户需求和环境变化。
四、人机交互技术要求1. 用户界面友好：系统需要拥有友好的用户界面，方便用户监控和控制环境参数。
2. 语音识别技术：系统需要采用语音识别技术，实现用户通过语音指令控制环境参数的功能。
传感器的补偿和抗干扰技术
( xi xk 1 )( xi xk 2 ) ( xi xk )( xi xi 2 ) yi yk yk 1 ( xk xk 1 )( xk xk 2 ) ( xk 1 xk )( xk 1 xk 2 ) ( xi xk )( xi xk 1 ) yk 2 ( xk 2 xk )( xk 2 xk 1 )
当检测值确定后，首先通过查表确定所在区间，再顺序 调到预先计算好的系数项，然后代入插值公式计算出。
第12章
传感器的补偿和抗干扰技术
2) 二次插值法(又称抛物线法)
它的基本思想是用 n 段抛物线，每段抛物线通过3个相邻 的插值接点，来代替函数 y f ( x)的值。可以证明，y i 的计 算公式为
第12章
传感器的补偿和抗干扰技术
2. 传感器动态特性的实验确定法
动态特性的实验确定方法常常因传感器的形式 (如 机械的、电气的、气动的)不同而不完全一样，但从原 理上一般可分为阶跃信号响应法、正弦信号响应法、随 机信号响应法和脉冲信号响应法等。
第12章
传感器的补偿和抗干扰技术
抗干扰技术
“干扰”在检测系统中是一种无用信号，它会在测 量结果中产生误差。因此要获得良好的测量结果，就 必须研究干扰来源及抑制措施。通常把消除或削弱各 种干扰影响的全部技术措施，总称为抗干扰技术或称 为防护。 干扰的产生 干扰(也叫噪声)是指测量中来自测量系统内部或 外部，影响测量装置或传输环节正常工作和测试结果 的各种因素的总和。
第12章
传感器的补偿和抗干扰技术
干扰的产生主要有两大类：电气设备干扰 和放电干扰。电气设备干扰主要有射频干扰、 工频干扰和感应干扰等；放电干扰主要有弧光 放电干扰、火花放电干扰、电晕放电干扰和天 体、天电干扰等。 根据干扰产生的原因，通常可分为以下几 种类型。 1. 机械干扰 2. 热干扰 3. 光干扰 4. 湿度干扰 5. 化学干扰6. 电磁干扰
传感器的五大设计技巧和主要技术指标
传感器的五大设计技巧和主要技术指标一、传感器的五大设计技巧1.信号处理技巧：传感器的主要任务是将感知到的物理量转化为电信号，因此信号处理技巧在传感器的设计中显得尤为重要。
在传感器的设计中，需要考虑信号的采样、滤波、放大、调理等环节，以保证感知到的信号能够准确地表达被测量的物理量。
2.精度校准技巧：传感器的精度直接影响到测量结果的准确性，因此精度校准技巧在传感器的设计中也是非常关键的。
在传感器的设计中，需要采用合适的校准方法，通过对传感器的输出信号进行校准，提高传感器的精度和准确性。
3.电源管理技巧：传感器通常需要外部电源供电，电源管理技巧对于传感器的设计来说也是非常重要的。
在传感器的设计中，需要合理选择电源电压和电流，并设计合适的电源管理电路，以提高传感器的工作效率和稳定性。
4.防护和抗干扰技巧：传感器通常需要在复杂的环境条件下工作，因此防护和抗干扰技巧对于传感器的设计也是非常重要的。
在传感器的设计中，需要考虑到传感器的工作环境和外界干扰因素，并采取相应的防护和抗干扰措施，以确保传感器的正常工作。
5.结构设计技巧：传感器的结构设计对于传感器的性能和可靠性都有着直接的影响。
在传感器的设计中，需要合理选择传感器的结构和材料，并进行优化设计，以提高传感器的性能和可靠性。
1.测量范围：指传感器能够正常工作的物理量范围。
传感器的测量范围应根据被测量的物理量的实际范围进行选择，以保证传感器能够准确地测量被测量的物理量。
2.灵敏度：指传感器输出信号与被测量物理量之间的关系，灵敏度越高，传感器对被测量物理量的变化越敏感。
灵敏度是衡量传感器性能的重要指标之一3.准确性：指传感器测量结果与被测量物理量实际值之间的偏差。
传感器的准确性越高，测量结果与实际值之间的偏差越小。
4.响应时间：指传感器从感知到被测量物理量的变化到输出信号的反应时间。
响应时间越短，表明传感器响应能力越强。
5.稳定性：指传感器在长期使用过程中输出信号的稳定性。
传感器干扰问题及抗干扰措施详解
模拟传感器在现代化工农业生产，消防应急，国防建设及科学研究中有重非常重要的作用。
作为传感器最重要的指标是测量精度，现实环境又对传感器测量精度产生了很大的干扰，如果降低干扰是各传感器行业的命脉所在。
那么我们就了解一下传感器的干扰及抗干扰措施。
干扰源、干扰种类及干扰现象传感器及仪器仪表在现场运行所受到的干扰多种多样，具体情况具体分析，对不同的干扰采取不同的措施是抗干扰的原则。
这种灵活机动的策略与普适性无疑是矛盾的，解决的办法是采用模块化的方法，除了基本构件外，针对不同的运行场合，仪器可装配不同的选件以有效地抗干扰、提高可靠性。
在进一步讨论电路元件的选择、电路和系统应用之前，有必要分析影响模拟传感器精度的干扰源及干扰种类。
1、主要干扰源(1)静电感应静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，因此又称电容性耦合。
(2)电磁感应当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路，这一现象称为电磁感应。
例如变压器及线圈的漏磁、通电平行导线等。
(3)漏电流感应由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良，特别是传感器的应用环境湿度较大，绝缘体的绝缘电阻下降，导致漏电电流增加就会引起干扰。
尤其当漏电流流入测量电路的输入级时，其影响就特别严重。
(4)射频干扰主要是大型动力设备的启动、操作停止的干扰和高次谐波干扰。
如可控硅整流系统的干扰等。
(5)其他干扰现场安全生产监控系统除了易受以上干扰外，由于系统工作环境较差，还容易受到机械干扰、热干扰及化学干扰等。
2、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。
传感器电路的噪声及其抗干扰技术研究
汇报人：
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
定义：热噪声是由于电路中电子的热运动而产生的随机噪声 产生原因：温度变化导致电子随机运动，从而在电路中产生电压和电流的波动 特点：与频率无关，与温度成正比，无法完全消除 影响：降低电路的信噪比，限制电路的灵敏度和性能
平衡高性能与低成本的挑战：在保证 传感器电路高性能的同时，降低其制 造成本，以实现高性能与低成本的平 衡
添加标题
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低成本传感器电路的制造技术研究： 降低传感器电路的制造成本，以促 进其在更多领域的应用
未来研究方向与挑战：继续深入研 究高性能与低成本平衡的挑战，探 索新的解决方案和技术路径
模型描述：闪烁噪声模型通常采用泊松分 布或指数分布来描述，其统计特性可以通 过测量多个样本的噪声数据进行拟合得到。
抗干扰技术：为了减小闪烁噪声对传感 器电路的影响，可以采用多种抗干扰技 术，如滤波技术、放大器设计、屏蔽技 术等。
爆米花噪声的定义
爆米花噪声的来源
爆米花噪声的特性
爆米花噪声模型的 建立
定义：散粒噪声也 称为散弹噪声，是 由电子随机热运动 引起的噪声。
产生原因：散粒噪声是 由于电子在半导体中热 运动而产生的，其大小 与温度和频率有关。
特点：散粒噪声是一 种白噪声，其功率谱 密度与频率无关，是 一种随机噪声。
影响：散粒噪声对传 感器电路的信号传输 和放大都会产生影响 ，需要采取抗干扰措 施来减小其影响。
案例三：工业自动化传感器电 路抗干扰性能评估
PART SEVEN
新材料在传感器电路中的应用 新工艺在传感器电路中的研究 新材料与新工艺对传感器电路性能的影响 新材料与新工艺在抗干扰技术中的应用前景
无线传感器网络如何应对信号干扰问题
无线传感器网络如何应对信号干扰问题随着科技的不断进步，无线传感器网络在各个领域的应用日益广泛。
然而，信号干扰问题也随之而来，给网络的正常运行带来了一定的困扰。
本文将探讨无线传感器网络如何应对信号干扰问题，并提出一些解决方案。
一、信号干扰的原因及影响信号干扰是指无线传感器网络中，由于其他设备或信号源的存在，导致网络中的信号传输受到干扰或损失的现象。
信号干扰的原因有很多，例如其他无线设备的频率冲突、电磁波的干扰、多径效应等。
信号干扰会导致网络中的数据传输错误、延迟增加、能耗增加等问题，严重影响网络的性能和可靠性。
二、物理层方面的解决方案在物理层，我们可以采取一些措施来减少信号干扰。
首先，通过频率规划来避免频率冲突。
无线传感器网络中的设备通常会占用一定的频段进行通信，合理规划频率使用，避免频率冲突，可以减少信号干扰的发生。
其次，采用天线技术来提高信号的传输效果。
通过优化天线的设计和布局，可以提高信号的接收和发送效果，减少信号干扰的影响。
此外，还可以采用调制解调技术和编码解码技术等方法来提高信号的抗干扰能力。
三、网络层方面的解决方案在网络层，我们可以采取一些策略来应对信号干扰。
首先，采用分组转发技术来提高网络的健壮性。
分组转发技术可以将数据分成多个小包进行传输，当某个包受到干扰时，只需要重新发送该包，而不需要重新发送整个数据，从而减少了干扰对网络的影响。
其次，采用路由选择算法来优化网络的传输路径。
通过选择合适的传输路径，可以减少信号干扰的传播，提高网络的可靠性和性能。
另外，还可以采用多路径传输技术和网络编码技术等方法来提高网络的抗干扰能力。
四、应用层方面的解决方案在应用层，我们可以采取一些策略来应对信号干扰。
首先，采用信号处理技术来提高数据的可靠性。
信号处理技术可以通过滤波、降噪等方法，减少干扰对信号的影响，提高数据的可靠性和准确性。
其次，采用数据压缩和聚合技术来减少数据传输量。
通过对数据进行压缩和聚合，可以减少数据传输的次数，降低信号干扰的发生概率。
无线传感器网络中的信号干扰和抗干扰技术
无线传感器网络中的信号干扰和抗干扰技术随着科技的不断进步，无线传感器网络在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
无线传感器网络是由大量的分布式传感器节点组成的，这些节点可以自动收集和传输数据，从而实现对环境的监测和控制。
然而，在无线传感器网络中，信号干扰是一个普遍存在的问题，会影响网络的性能和可靠性。
因此，研究和应用抗干扰技术对于提高无线传感器网络的可靠性至关重要。
信号干扰是指在无线传感器网络中，由于电磁波的传播和干扰源的存在，导致接收到的信号质量下降或者无法正常传输的现象。
信号干扰可以分为内部干扰和外部干扰两种类型。
内部干扰是指在网络内部节点之间相互干扰，例如，当多个节点同时发送信号时，会造成信号冲突和碰撞，从而导致数据丢失和传输错误。
外部干扰则是指来自外部环境的干扰，例如，无线电波、电磁辐射和其他无线设备的干扰。
这些干扰源会导致信号的弱化、失真和丢失，从而降低网络的性能。
为了解决无线传感器网络中的信号干扰问题，研究人员提出了一系列的抗干扰技术。
其中，频谱分配技术是最常用的一种方法。
频谱分配技术通过将可用的频谱资源分配给不同的节点，使它们之间的信号不会相互干扰。
例如，可以使用频率分割多址（FDMA）或时分多址（TDMA）技术来实现频谱的分配和调度。
这样一来，每个节点在指定的时间或频率上进行通信，从而避免了信号冲突和碰撞。
此外，编码技术也是一种常用的抗干扰技术。
编码技术通过在发送数据时添加冗余信息，从而使接收端能够检测和纠正信号中的错误。
最常用的编码技术是前向纠错（FEC）编码，它可以在接收端检测和纠正一定数量的错误。
通过使用编码技术，可以提高网络的容错性和可靠性，减少由于信号干扰引起的数据丢失和传输错误。
此外，无线传感器网络中还可以采用功率控制技术来减小信号干扰。
功率控制技术通过调整节点的发射功率，使节点之间的信号强度达到最佳水平。
当节点之间的距离较近时，可以降低发射功率，从而减小信号干扰。
相反，当节点之间的距离较远时，可以增加发射功率，以保证信号的传输质量。
无线传感器中的电磁干扰抑制技术
无线传感器中的电磁干扰抑制技术在当今科技飞速发展的时代，无线传感器已经成为了众多领域中不可或缺的一部分。
从智能家居到工业自动化，从环境监测到医疗保健，无线传感器凭借其便捷性和灵活性，为我们的生活和生产带来了巨大的改变。
然而，在其广泛应用的同时，电磁干扰问题也逐渐凸显出来。
电磁干扰可能会导致传感器数据的不准确、传输的中断甚至整个系统的故障，严重影响了无线传感器的性能和可靠性。
因此，研究和应用有效的电磁干扰抑制技术显得尤为重要。
首先，我们需要了解一下什么是电磁干扰。
电磁干扰是指任何可能影响电子设备正常运行的电磁现象。
它可以来自外部源，如其他电子设备、电力线、无线电发射台等，也可以由设备内部的电路产生。
对于无线传感器来说，由于其工作环境的复杂性和无线传输的特性，更容易受到电磁干扰的影响。
那么，电磁干扰是如何影响无线传感器的呢？一方面，它可能会在传感器的接收端引入噪声，使得接收到的信号变得模糊不清，从而导致数据的错误解读。
另一方面，强烈的电磁干扰可能会直接阻塞传感器的无线传输通道，导致数据无法正常发送和接收。
此外，电磁干扰还可能会影响传感器的电源供应，造成供电不稳定，进而影响传感器的工作性能。
为了有效地抑制电磁干扰，我们可以从多个方面入手。
首先是硬件方面的措施。
在传感器的设计和制造过程中，选用具有良好电磁兼容性的电子元件和材料是至关重要的。
例如，使用屏蔽性能良好的导线和电缆，可以有效地减少外部电磁场对信号传输的影响。
此外，合理的电路板布局和布线也能够降低电磁干扰的产生和传播。
通过将敏感电路与干扰源分开，并尽量缩短信号线路的长度，可以减少信号的衰减和干扰。
滤波器的应用也是一种常见的电磁干扰抑制手段。
滤波器可以允许特定频率的信号通过，而将其他频率的干扰信号滤除。
在无线传感器中，通常会在电源输入端和信号传输线上安装滤波器，以去除电源中的杂波和信号中的干扰成分。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等，根据具体的干扰情况选择合适的滤波器类型可以有效地提高系统的抗干扰能力。
《物联网技术创新应用》项目12认识传感器
带激励源型
• 它是转换元件外加辅助能源的构成方式。这里的辅助能源起激励作用，它可以是电源，也可以是 磁源。
外源型
• 它是利用被测量实现阻抗变化的转换元件构成，它必须由外电源经过测量电路在转换元件上加入 电压或电流，才能获得电量输出。
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传感器特性
静态特性
• 是指对静态 的输入信号， 传感器的输 出量与输入 量之间所具 有相互关系。
动态特性
• 是指传感器 在输入变化 时，它的输 出的特性。
线性度
• 通常情况下， 传感器的实 际静态特性 输出是条曲 线而非直线。
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传感器指标
漂移
量程和范 围
线性度
稳定性
方法二
• 100mm 应变式位移传感器。
在技术文件、产品样本、学术论文、教材及书刊的陈述句子中，作为产品名称应采用与上述相反的顺序。
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传感器的代号
一般规定用大写汉字拼音字母和阿拉伯数字构成传感器完整代号。传感 器完整代号应包括以下四个部分：应变式位移传感器，代号为 CWY-YB-10
频率响应特性的 选择
线性范围的选择、
稳定性的选择
精度的选择
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传感器技术的发展趋势
采用系列高新技术设计开发新型 传感器
传感器的微型化与微功耗 传感器的集成化与多功能化
传感器的智能化 传感器的数字化 传感器的网络化
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传感器的数字化
数字传感器的特点是：
将模拟信号转换成数字信号输出，提高了传感器输出信号的抗干扰能力，特 别适用于电磁干扰强、信号距离远的工作现场；
模拟量传感器的抗干扰措施
模拟量传感器的抗干扰措施1.选择合适的电缆和连接器：选择抗干扰性能好的电缆和连接器，可以有效减少外界电磁干扰对测量信号的影响。
抗干扰电缆和连接器通常使用屏蔽层和抗干扰材料以阻挡外界电磁干扰的进入。
2.电磁兼容设计：在传感器的设计阶段，应考虑电磁兼容性。
采用适当的电路布局和屏蔽措施，以减少外界电磁干扰对传感器的影响。
例如，在传感器电路设计中使用地线屏蔽和差动信号放大器，可有效减少共模干扰信号。
3.供电电源的稳定性：传感器的稳定工作需要稳定的供电电源。
因此，应选用电源稳定性好、抗干扰能力强的供电方案，如稳压电源或者电源滤波器，以减少电源波动对传感器测量信号的影响。
4.地线连结：保持传感器、仪表和系统的地电位连结良好，减小共模干扰信号对测量信号的干扰。
5.信号放大和滤波：对传感器的信号进行放大和滤波，以提高信号的稳定性和精确性。
例如，可以采用差动放大器，将差模信号放大，抑制共模干扰信号。
6.屏蔽和隔离：对传感器进行屏蔽和隔离是提高其抗干扰能力的有效手段。
可以在传感器外壳和电缆中添加金属屏蔽层，减少外界电磁干扰的侵入。
7.抗振设计：对于一些特定应用场景，传感器可能会受到振动的干扰。
在设计中应考虑传感器的机械抗振性能，避免振动对传感器测量信号的干扰。
可以采用机械隔振和防振结构等措施来解决这一问题。
8.温度补偿：温度是影响传感器测量信号稳定性和准确性的重要因素。
因此，采用适当的温度补偿技术来抵消温度变化对传感器的影响，可以提高其抗干扰能力。
9.数据处理和校准：传感器的测量信号需要进行数据处理和校准，以消除系统误差和干扰。
例如，可以采用滤波算法、校正算法等方法，提高传感器的测量精度和抗干扰能力。
总之，抗干扰措施对于保证传感器的测量信号稳定性和准确性至关重要。
通过合理的设计和选择合适的技术手段，可以有效减少外界干扰对传感器的影响，提高其抗干扰性能。
抗干扰技术
+Q
A
+Q A
B +Q
A
B
图6-2-2 静电屏蔽原理图
静电屏蔽可以防止静电耦合干扰，用它可 静电屏蔽可以防止静电耦合干扰， 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。 合而产生的干扰。 在电源变压器的原边与副边绕组之间， 在电源变压器的原边与副边绕组之间， 插入一个梳齿形导体，并将其接地， 插入一个梳齿形导体，并将其接地，以此来 防止两绕组之间的静电耦合，这是静电屏蔽 防止两绕组之间的静电耦合， 的典型应用之一。 的典型应用之一。
三、常用抗干扰技术
1、屏蔽技术
A、静电屏蔽 静电屏蔽 由静电学可知， 由静电学可知，处于静电平衡状态下的导体内 部无电力线， 即各点等电位。 部无电力线， 即各点等电位。利用金属导体的这一 性质，并加上接地措施， 性质，并加上接地措施， 则静电场的电力线就在接 地金属导体处中断，从而起到隔离电场的作用。 地金属导体处中断，从而起到隔离电场的作用。如 所示。 图6-2-2所示。
图6-2-5
单级电路一点接地方式
★系统一点接地
对于一个包括传感器（信号源） 对于一个包括传感器（信号源）和测量装置的检 测系统，也应考虑一点接地。如图6 所示。 测系统，也应考虑一点接地。如图6-2-6所示。图(a) 采用两点接地， 采用两点接地，因地电位差产生的共模电压的电流要 流经信号零线，转换为差模干扰，造成严重影响。 流经信号零线，转换为差模干扰，造成严重影响。图 (b)中改为在信号源处一点接地 中改为在信号源处一点接地， (b)中改为在信号源处一点接地，干扰信号流经屏蔽层 而且主要是容性漏电流，影响很小。 而且主要是容性漏电流，影响很小。
驱动屏蔽 D、驱动屏蔽
驱动屏蔽又称“电位跟踪屏蔽” 驱动屏蔽又称“电位跟踪屏蔽”，就是用被屏蔽导 体的电位通过1∶1电压跟随器来驱动屏蔽导体的电位， 1∶1电压跟随器来驱动屏蔽导体的电位 体的电位通过1∶1电压跟随器来驱动屏蔽导体的电位， 其原理如图6 所示。 1∶1电压跟随器是理想的 电压跟随器是理想的， 其原理如图6-2-4所示。若1∶1电压跟随器是理想的，则 导体B与屏蔽层C二者等电位，于是在二者之间无电力线， 导体B与屏蔽层C二者等电位，于是在二者之间无电力线， 各点等电位。 这说明， 噪声源导体A 各点等电位。 这说明， 噪声源导体A的电场影响不到导 尽管导体B与屏蔽层C之间有寄生电容存在，但因B 体B。尽管导体B与屏蔽层C之间有寄生电容存在，但因B 等电位，故此寄生电容不起作用。 与C等电位，故此寄生电容不起作用。 因此驱动屏蔽能 有效地抑制通过寄生电容的耦合干扰。 有效地抑制通过寄生电容的耦合干扰。
模拟传感器的抗干扰措施分析
模拟传感器的抗干扰措施分析作者：李伟芝杨宁夏晓峰来源：《中国新技术新产品》2012年第12期摘要：模拟传染器是新世纪科技发展的产物。
当前，不论是在日常生活、工农业生产，还是国防建设、科学研究，模拟传染器的应用都相当广泛。
模拟传染器设计和使用的重中之重是测量精度，而测量精度一直受着众多因素的影响。
本篇文章细致地分析了模拟传染器的干扰因素，并且提出了切实有效的抗干扰措施。
关键词：模拟传染器；测量精度；抗干扰措施中图分类号：TP21 文献标识码：A模拟传染器在当今的各个领域得到了广泛的应用，随着科学技术的创新，传统的测量精度已经不能够满足人们的现实要求，因而，模拟传染器的抗干扰能力必须快速提高。
所以，为了模拟传染器的应用达到最佳的状态，我们必须搞清楚模拟传染器的干扰源和干扰方式，提出降低干扰，甚至消除干扰的有效措施。
一、模拟传染器的干扰源模拟传染器的干扰源有许多，主要包括静电感应、电磁感应、漏电流感应、和射频干扰，同时模拟传染器还受到机械干扰、热干扰和化学干扰等次要干扰源的干扰。
二、模拟传染器的干扰种类模拟传染器的干扰种类包括常规干扰、共模干扰、长时干扰和意外的瞬时干扰。
干扰又可粗略地分为局部产生、子系统内部的耦合和外部产生。
三、模拟传染器的干扰现象在模拟传染器的应用中，通常会遇到的干扰现象主要有：电机无规则地转动；信号等于零时，数字显示表数值乱跳；传感器工作时，输出值与实际参数所对应的信号值不吻合；与交流伺服系统共用同一个电源的设备工作不正常等。
四、模拟传染器的抗干扰措施干扰进入模拟传感器的定位控制系统主要有两种渠道，一个是供电系统的干扰；一个是信号传输通道的干扰。
（一）供电系统的抗干扰设计供电系统的干扰主要是指电网尖峰脉冲干扰，为了抑制尖峰干扰，我们通常采用的是硬件与软件相互结合的办法。
1、运用硬件线路抑制尖峰干扰，最常用的办法有三种：一、为了减轻其破坏性，通常可以在仪器交流电源的输入端，安装干扰控制器，将尖峰电压集中的能量分配到不同的频段上，但这种干扰控制器必须是按照频谱均衡的原理设计的；二、在仪器交流的电源输入端，安装一个超级隔离变压器，运用磁铁共振原理来抑制尖峰脉冲；三、在仪器交流电源的输入端，并联安装压敏电阻，当尖峰脉冲到来时，电阻值减小，这样就降低了仪器从电源分得的电压，进而减弱了干扰的程度。
雷达系统抗干扰技术ppt课件.ppt
多波束形成技术
减小主瓣干扰受影响范围
设置辅助天线与诱饵 降低雷达被精确定位的可能性
注：副瓣匿影：加装一个(或多个)辅助天线和接收机，通过将主天线信号与辅助天 线信号相减来对消旁瓣干扰信号。
雷达系统抗干扰技术
分类
抗干扰措施
主要作用
频率捷变
频率分集
频率域
宽带/超宽带雷达
（频率选择）
MTI、MTD、PD
雷达测速原理
依据多普勒效应，当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨 单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测 和跟踪目标。
雷达系统抗干扰技术
2 干扰分类
雷达面临的复杂电磁环境如下图，雷达要在如下众多干扰中将反射回来 的目标信号分离出来，这关系到雷达的生存和性能。
雷达系统抗干扰技术
分类
抗干扰措施
宽动态范围接收机（如对数接收机、线 性-对数接收机）
主要作用
电路抗干扰 瞬时自动增益控制电路 近程增益控制电路（STC）
抗饱和过载
“宽-限-窄”电路
注：“宽-限-窄”电路包括：宽带放大器、限幅器和窄带放大器，综合利用了频域和时域 抗干扰原理，多次“整削”宽带噪声调频干扰的能量，同时又充分保护目标回波信号能量 不受损失，可极大地改善系统信干比，从而极大地降低雷达虚警概率、提高发现概率。
3 雷达抗干扰技术
雷达抗干扰的主要目标是在与敌方电子干扰对抗中保证己方雷达任务 的顺利完成。
雷达抗干扰措施可分为两大类：（1）技术抗干扰措施；（2）战术抗 干扰措施。
技术抗干扰措施又可分为两类： 一类是使干扰不进入或少进入雷达接 收机中； 另一类是当干扰进入接收机后，利用目标回波和干扰的各自 特性，从干扰背景中提取目标信息。
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各种静电屏蔽
带孔屏蔽板
仪器设备的屏蔽 外壳必须接地
各种静电屏蔽（续）
通风屏蔽窗
自制的屏蔽罩
各种静电屏蔽（续）
开关电源采用带孔的屏 蔽外壳，既可散热，又 可防止电磁干扰外泄
各种静电屏蔽（续）
带调试孔的屏蔽盒
屏蔽线
4对双绞扭屏蔽线 （屏蔽层接地）
三绞扭屏蔽线
铜芯
聚氟乙烯 绝缘层
铜线编织网 （接地）
频率、振幅均可调节
固定
将被测仪器（如图中的电子天平）固定在 振动台上，逐渐增大振幅，测试在不同频率的 规定振幅下，产品指标是否变化。
跌落试验
产品在运 输过程中常因 为遭受剧烈震 动或跌落而损 坏或性能变差， 因此需要做抗 跌落试验和测 试。 跌落试验机
二、湿度及化学骚扰
用绝缘漆浸 当环境相对湿度增加时，物 渍过的控制 体表面就会附着一层水膜，并渗 变压器 入材料内部，降低了绝缘强度， 造成了漏电、击穿和短路现象； 潮湿还会产生原电池电化学干扰 电压。 某些化学物品如酸、碱、盐、 各种腐蚀性气体以及沿海地区的 盐雾也会造成与潮湿类似的漏电 腐蚀现象，必须采取以下措施来 加以保护：浸漆、密封、 浸漆可防止水分 进入线圈内部 定期通电加热驱潮等。
机电一体化技术专业
《自动检测与转换技术》课程
第十二章
传感器抗干扰技术
2013－5－15 更新
2014-9-15 1
第十二章
检测系统的抗干扰技术
作为生产第一线的工程技术人员，经常会 遇到测控系统受到干扰而不能正常工作的情 况。现在，“干扰”这个名词在某些场合常 被“骚扰”所代替。在这一章里，将给大家 介绍几种常见的干扰，以及抗干扰的方法， 还要介绍几种行之有效的电磁兼容技术。
电磁屏蔽是采用导电良好的 金属材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等 不同的外形，将被保护的电路包 围在其中。它屏蔽的干扰对象是 高频（40kHz以上）磁场。 干扰源产生的高频磁场遇到 导电良好的电磁屏蔽层时，就在 其外表面感应出同频率的电涡流， 从而消耗了高频干扰源磁场的能 量。其次，电涡流也将产生一个 新的磁场，抵消了一部分干扰磁 场的能量，从而使电磁屏蔽层内 部的电路免受高频干扰磁场的影 响。
低频磁屏蔽举例
多数仪器的外壳采用导磁 材料（例如：铁质机壳）作屏 蔽层，让低频干扰磁力线从磁 阻很小的磁屏蔽层上通过，使 受外壳保护的内部电路免受低 频磁场耦合干扰的影响。如果 将外壳接地，则同时达到静电 屏蔽和低频磁屏蔽的目的。
参考中国（厦门）微波高频通信设备销售公司资料
3.电磁屏蔽
镀铜电磁屏蔽盒
散热实例
散热风扇
四、固有噪声骚扰
在电路中，电子元 件本身产生的、具有随 机性、宽频带的噪声称 为固有噪声。最重要的 固有噪声源是电阻热噪 声、半导体散粒噪声和 接触噪声等。固有噪声 可以从喇叭或耳机中反 映出来，但更多的时候 是反映在输出电压的无 规律跳变上。
五、电、磁噪声骚扰
电磁波可以通过电网以及直接辐射 的形式传播到离这些噪声源很远的检测装 置中。在工频输电线附近也存在强大的交 变电场，在强电流输电线附近存在干扰磁 场，他们将对十分灵敏的检测装置造成干 扰。由于这些干扰源功率强大，要消除他 们的影响较为困难，必须采取多种措施来 防护。
1—接线端子 3—接地母线 2—印制板安装孔 4—高频变压器屏蔽外壳接地点
2.多级电路的一点接地原则
若将多级电路的地线逐级串联，在最后 一段地线上将存在一定的对地电位差，有可 能产生共阻抗耦合干扰，应采取并联接地方 式，才不易产生级与级之间的相互干扰。(图 12-16) 设计多级电路的地线应注意以下两个原 则：一是公用地线截面积应尽量大些，以减 小地线的内阻，二是应把电流最大的电路放 在距电源的接地点最近的地方。
二、接地技术
（一）地线的种类 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、通讯、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 可以接大地，也可以与大地隔绝。
未加屏蔽罩时，中频变 压器线圈易受外界干扰。
加屏蔽罩后的中频变压器
1.静电屏蔽
静电屏蔽是用铜或铝等导电性良好的金 属为材料制作成封闭的金属容器，并与地线连 接，把需要屏蔽的电路置于其中，使外部干扰 电场的电力场不影响其内部的电路。反之，内 部电路产生的电力线也无法影响外电路。静电 屏蔽的容器器壁上允许有较小的孔洞（作为引 线孔或调试孔）它对屏蔽的影响不大。
仪器设备的防潮试验
喷淋试验
仪器设备的防潮试验（续）
“步入式”恒温恒湿房（参考江苏省计量测试技术研究所资料）
体积：25m3 ，温度调节范围：（-40～+80）℃， 湿度调节范围：（30～90）%RH 可用于进行大型仪器设备的高低温、恒定湿热、 交变湿热试验。
三、热骚扰
热量，特别是温度波动以及不均匀的温度 场对检测装置的干扰主要体现在以下几个方面： 元件参数的变化（温漂）、接触热电势干 扰、元器件长期在高温下工作时，引起寿命和耐 压等级降低等。 克服热干扰的防护措施有： 选用低温漂元件，采取软、硬件温度补偿 措施，选用低功耗、低发热元件，提高元器件规 格余量，仪器的前置输入级远离发热元件，加强 散热、采用热屏蔽等。
几种用导电纤维材 料编织而成的军用 电磁屏蔽器材
（参考常州雷宁电磁屏蔽设备公司资料）
军用屏蔽帐篷
屏蔽通信车
军用 电子方舱
几种用导电纤维材料编织而成的 电磁屏蔽服
防电磁波屏蔽围裙 辐射源
防电磁波 屏蔽服装
防电磁波屏蔽 围裙的使用
屏蔽室
导电PVC地板 用于防静电及 底部屏蔽
干扰信号无法穿透 钢板屏蔽室
2.低频磁屏蔽
低频磁屏蔽是用来隔离低频（主要指 50Hz）磁场和固定磁场（也称静磁场，其幅 度、方向不随时间变化，如永久磁铁产生的 磁场）耦合干扰的有效措施。静电屏蔽线或 静电屏蔽盒对低频磁场不起隔离作用。必须 采用高导磁材料作屏蔽层，以便让低频干扰 磁力线只从磁阻很小的磁屏蔽层上通过，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。有时还将屏蔽线穿在接地的铁 质蛇皮管或普通铁管内，同时达到静电屏蔽 和低频屏蔽的目的。
四种触电情况
保安地线
电烙铁的外壳 必须良好地接大地， 以保证人身安全以 及焊接对象不致被 静电击穿。
接大地与防静电的关系
人在工频电场中工作 时，身体可能感应出几十 伏以上的电压；当人在地 板上行走时，也可能因摩 擦而带上几百伏以上的静 电。因此在焊接集成电路 时，人体必须良好地接大 地，以保证集成电路的 CMOS输入端不致被静电 击穿。人体接地的方法之 一是带上接地的防静电手 腕带。
噪声源及干扰源
一、机械骚扰
机械振动或冲击使电 子检测装置中的元件发生 振动，改变了系统的电气 参数，造成可逆或不可逆 的影响。 对机械骚扰，可选用 专用减振弹簧-橡胶垫脚 或吸振橡胶海绵垫来降低 系统的谐振频率，吸收振 动的能量， 从而减小系 统的振幅。
橡胶垫脚及弹簧
橡胶 海绵软垫
振动试验台（产品震动试验）
3.信号源地线
传感器可看作是测量装置的信号源，多
数情况下信号较为微弱。通常传感器安装在
生产设备现场，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
以认为传感器的公共参考端就是信号源地线，
它必须与测量装置进行正确的连接才能提高
整个检测系统的抗干扰能力。
4.负载地线
负载的电流一般都比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信号地线分开。 例如，若误将喇叭的负极（接地线）与扩音机 话筒的屏蔽线碰在一起，就相当于负载地线与信号 地线合并，可能引起啸叫。又如当负载是继电器时， 继电器触点闭合和断开的瞬间经常产生电火花，容 易反馈到前级，造成干扰，因此应正确连接。
防静电手腕带
防静电手腕带 的使用
接地
信号地线分类
1.模拟信号地线
模拟信号地线是模拟信号的零信号电
位公共线。因为模拟信号电压多数情况下
均较弱、易受干扰，易形成级间不希望的
反馈，所以模拟信号地线的横截面积应尽
量大些。
2.数字模拟地线
数字信号地线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
信噪比（S/N）的计算举例
在测量过程中应尽量提高信噪比， 以减少噪声对测量结果的影响。
例：在扩音机输入端测得：话筒输出的做报 告者声音的平均电压为50mV， 50Hz干扰“嗡 嗡”声的电压为0.5mV，求信噪比。 解 S/N=20lg（50/0.5） dB =40 dB 又问：当S/N分别为20 dB、0 dB 、 20 dB 时，说明做报告者声音与干扰声音之间 各为什么关系？
第二节
检测技术中的电磁兼容原理
一、电磁兼容（EMC）概念
我国从２０世纪80年代至今已制定了上百个 电磁兼容的国家标准，强制要求绝大多数电气设 备必须通过相关电磁兼容标准的性能测试，否则 为不合格产品。通俗地说，电磁兼容是指电子系
统在规定的电磁干扰环境中能正常工作的能力，
而且还不允许产生超过规定的电磁干扰 。
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，否则会严重干
扰模拟信号的测量结果。
接地改错
图示为数字电路干扰模拟电路的例子。该图错误 地将数字面板表的电源负极（有较大的数字脉冲电流） 与被测电压（易受干扰的模拟信号）的负极在数字面 板表的接插件上用一根地线连接到印制电路板上，就 会使数字面板表的示值跳动不止。如果将数字电路的 地线与模拟电路的地线分开设置就能有效地消除这种 干扰。请指出地线的错误之处，并改正之。