浅谈测试系统的抗干扰技术

机电工程技术!""#年第$$卷第#期

浅谈测试系统的抗干扰技术

柴春吉

!山西运城市农机局"山西运城

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!!收稿日期!!""$"%""%$

摘要!本文从干扰形成的三要素入手#为提高测试系统的抗干扰能力提出了各种抗干扰的具体措施和方法$关键词!干扰源%干扰途径%测试系统中图分类号!&’($

文献标识码!)

文章编号!%""(*(#(!+!""#,"#*""%#*"!

%前言

随着国民经济和社会生产的迅速发展&测试系统已经广泛应用到科学研究和生产实践的各个领域$由于存在干扰&测试系统的稳定度和精确度受到了直接的影响&严重时不能正常工作&还会造成差错&影响生产&甚至于引起事故$因此&从系统的设计’制造’使用方式以及工作环境等各个方面都不得不优先考虑抗干扰问题&对干扰的研究成了测试技术的重要课题$

!干扰形成和抗干扰措施

干扰的形成必须具备三个要素&即干扰源’干扰途径和对干扰敏感性较高的接收器(通常为检测装置的前级电路)$综观减弱或消除干扰的方法&都是从形成干扰的*三要素+着眼采取的一些措施$

(%)消除和抑制干扰源

抗干扰积极的措施是消除干扰源$例如&使产生干扰的电气设备远离检测装置%将整流子电机改为无刷电机%在继电器’接触器等设备上增加消弧装置等措施$

(!)破坏干扰途径

对于以,路-的形式浸入的干扰&可采取诸如提高绝缘性能的方法以抑制泄露电流的干扰途径%采用隔离变压器’光电继电器等切断地环路干扰途径%采用滤波’选频’屏蔽等技术手段将干扰信号引开%对数字信号可采用整形’限幅等信号处理方法切断干扰途径%改变接地形式以消除共阻抗耦合干扰途径等$

对于以,场-的形式侵入的干扰&一般采取各种屏蔽措施&如静电屏蔽’磁屏蔽’电场屏蔽等$也可以兼用对付,路-的某些措施$

($)削弱接收电路对干扰的敏感性

高输入阻抗的电路比低输入阻抗的电路易受干扰&模拟电路比数字电路抗干扰能力差&这些都说明&对于被干扰对象来说存在着对干扰的敏感性问题$在电路中采用选频措施就是削弱电路对全频带噪声干扰的敏感性%在电路中采用负反馈就是削弱电子装置内部噪声干扰源影响的有力措施%其它如对信号传输线采用双绞线’对输入电路采用对称结构等措施&都是削弱电子装置对噪声干扰的敏感性$

$抗干扰的方法

总的来说&要有效地抑制干扰&首先要找到干扰的发源地&防患于发源处是抗干扰技术的积极措施$当产生了不可避免的干扰时&削弱干扰途径的耦合以及提高接收器的抗干扰能力就成了非常重要的方法$常用的方法有!

(%)屏蔽技术

屏蔽就是用一个金属罩将信号源或测量线路包起来&使信号不受外界电磁信号的干扰$屏蔽的目的就是隔断,场-的干扰$常用的屏蔽手段有!静电屏蔽’电磁屏蔽和低频磁屏蔽等几种$

(!)接地技术

接地是一种技术措施&它起源于强电技术$电子检测装置中的,地-是指输入与输出信号的公共零电位$在电子检测装置中的所谓接地&就是指接电信号系统的基准电位$常用的地线种类有!保护接地线’信号地线’信号源地线和负载地线&它们在电子检测装置中至少要有三种分开的地线&并通过一点接地$若设备使用交流电源供电时&则交流电源地线应和保护地线相连$使用这种接地方式&可以避免因公共地线各点电位不均所产生的干扰$

($)浮置(浮空’浮接)技术

检测装置的电路与大地之间没有任何导电性的直流联系就称为浮置$采用干电池的万用表就是浮置的特例$浮置与屏蔽’接地相反&是阻断干扰电压的通路$

检测系统被浮置后&明显地加大了系统的信号放大器公共线与地(或外壳)之间的阻抗&因此浮置与接地相比&能大大减小共模干扰电流$

(#)对称(平衡)电路

对称电路指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路&对地或对其它导线’电路结构对称&对应阻抗相等$例如&电桥电路和差分放大器等电路都属于对称电路

使电路对称的目的在于使这两根导线所检测到的噪声相等&这种情况下的噪声是一个共模信号&因而可以在负载上自行抵消$有时屏蔽后仍不能满足降低噪声要求时&可以再结合对称电路措施$

(-)滤波技术

专题综述

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系统设计考虑灵活的扩展性!监控中心设备使用局域网连接!使系统能根据网络规模进行扩展!可以根据技术的发展进行技术升级"监控中心的局域网使用

%&’()’技术!保证了数据的实时同步和高可靠性"

##$高可靠性%高稳定性

建立在成熟的远程技术上!采用双中心运行!双链路保障!自动发报!层级指挥的方式!保证系统的高可靠性和高稳定性"

&*$中心运行!安全可靠

为确保系统可靠运行和数据安全!采用异地双中心形式!可以防止各种突发事件和灾害破坏中心造成监控网络的瘫痪’两个中心分别设在市技术监督局和城市电梯紧急救援中心"

&+$通讯网络采用公用电话网络%可配置双链路保障!能增加宽带连接

在建网初期!中心通过公用电话网对电梯进行监控!电梯故障时自动通过电话网向中心发送信息"使用电话分支器实现多台电梯共用电话线!提高线路利用率%减少电话线路维护费"

对于多台电梯的住宅小区和重点场所!配置!条或多条线路!实现双链路保障!防止人为或不可预期的因素使电话线路失效"

随着宽带网的普及!监控网络将增加宽带网连接方式!使系统可靠性更高!传送的信息量更大"

&,$网络自动检测

系统中心及终端都会对线路情况进行自动检测!对线路情况进行记录!发现网络异常自动报告"防止出现电梯

故障时不能及时发报"

&-$故障自动发报%画面语音传送!故障修复支援系统终端自动检测电梯运行情况!当电梯故障或状态异常时自动向监控中心发报"在发送故障信息的同时!接通轿厢对讲系统与被困乘客通话!使乘客知道维修人员已经出动而放心"系统还能传送电梯轿厢画面!使中心人员清楚电梯内的情况"

当维修人员到场修复电梯时!监控中心把系统分析的电梯故障异常状态通知现场人员!能大大减少检查时间"通过这种远程检查支援!从而进一步减少电梯故障时间"

&.$运行状态监测

中心也能主动监测电梯的运行状态!能够对电梯运行情况进行抽查%巡查!以及在重点活动时对重点区域电梯进行重点保障"

&/"$自动层级指挥

监控中心主要起监控%指挥和紧急援救的职能!当发现电梯故障时系统自动通过传真%数字传呼机%短信息等方式自动发送到相关保养单位"如果与保养单位建立了联网子系统!则自动进行数据传输!在子系统直接显示故障电梯的位置和故障情况%以及相关状态记录"如果没有收到对应单位的出动确认!中心将派紧急援助人员出动!保证及时解救被困乘客"同时电话联系责任单位修复电梯!并对各电梯责任单位的情况记录在案!作为各电梯公司的审核依据"

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(第一作者简介!周国富!男!/.*-年生!广东茂名人!硕士研究生!高级经济师)研究领域*机电设备检验)已发表论文$/篇)

!编辑"吴智恒#

!上接第/"页$所谓滤波技术是指利用电容和电感线圈或电容和电阻组成滤波器接到测量线路的输入端+放大器输入端或测量电桥与放大器之间!以阻止干扰信号进入放大器!使干扰信号衰减"滤波器是抑制噪声干扰的最有效手段之一!特别是对抑制经导线耦合到电路中的噪声干扰尤为有效"常用的滤波器有0&型%1&型和双%型等形式的滤波器"

&+$光电耦合技术

光电耦合技术是指利用光电耦合器件把发光元件与受光元件封装在一个器件中!以光作为媒介传输信息!以隔离两个电路之间的直接电联系"光电耦合器件可用于各种电位不同的电路之间的耦合!特别是在信号源和放大器两边都要接地时!用其切断地环路电流干扰来降低噪声电平是非常有效的"其响应速度快!既可传输直流信号!又能传输高达几234的脉冲!共模抑制比高!抗干扰能力强!不受磁场影响!不需磁屏蔽!应用极为广泛"

&,$供电系统的抗干扰技术措施

抑制交流电源的干扰!除了采用前面所介绍的的屏蔽%滤波和隔离等抗干扰措施外!还可根据电网的质量和设备的要求!选用串联开关式稳压电源%集成电路块单独供电或者高抗干扰电压电源和干扰抑制器"

&-$传输线的抗干扰措施

如何布置信号线%控制线以用动力电源线!是检测系统和微机系统安装调试中非常重要的问题"如果布置不当!将会给系统造成严重的影响"!一定要把模拟信号线%数字信号线以及电源线分开!尽量避免并行敷设"若无法分开时!也要保持一定距离&!"5$"67$""信号线应尽量使用双绞线或屏蔽线!而且屏蔽线一定要把屏蔽层良好地接地"#信号线的敷设要尽量远离干扰源&如大的动力设备%大变压器等$!以防止电磁干扰!有条件时要单独穿管布线"$对于长传输线!为了减小信号失真!要注意阻抗匹配"

#结语

总之!在测试系统中!干扰的来源非常复杂!种类也是多种多样!因此!抑制干扰的措施也要根据不同的情况进行选择!从而达到精确测量的目的"

参考文献!

8/9黄长艺%严普强主编:机械工程测试技术基础829:北京"机械工业出版社;/..#:

8!9

施文康%余晓芬主编:测试技术829:北京"机械工业出版社%!""":

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(作者简介!柴春吉!男!/.+#年生!山西夏县人!大学本科!工程师"研究领域*农机鉴定检测"已发表论文/"篇"

&编辑"吴智恒$

专题综述