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自動稱重機中稱重傳感器受到干擾的因素及解決辦法一覽

日期: 2018-01-26
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自動稱重機是款高速、高精度的動態(tài)稱重設(shè)備,而稱重傳感器的好壞,很大程度上決定了自動稱重機的稱重精度,那么稱重傳感器會受到哪些干擾呢,該如何解決呢?

  1、主要干擾源

  (1)靜電感應

  靜電感應是由于兩條支電路或元件之間存在著寄生電容,使一條支路上的電荷通過寄生電容傳送到另一條支路上去,因此又稱電容性耦合。

  (2)電磁感應

  當兩個電路之間有互感存在時,一個電路中電流的變化就會通過磁場耦合到另一個電路,這一現(xiàn)象稱為電磁感應。例如變壓器及線圈的漏磁、通電平行導線等。

  (3)漏電流感應

  由于電子線路內(nèi)部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內(nèi)部介質(zhì)或外殼等絕緣不良,特別是傳感器的應用環(huán)境濕度較大,絕緣體的絕緣電阻下降,導致漏電電流增加就會引起干擾。尤其當漏電流流入測量電路的輸入級時,其影響就特別嚴重。

  (4)射頻干擾

  主要是大型動力設(shè)備的啟動、操作停止的干擾和高次諧波干擾。如可控硅整流系統(tǒng)的干擾等。

  (5)其他干擾

  現(xiàn)場安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)除了易受以上干擾外,由于系統(tǒng)工作環(huán)境較差,還容易受到機械干擾、熱干擾及化學干擾等。

  2、干擾的種類

  (1)常模干擾

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  常模干擾是指干擾信號的侵入在往返2條線上是一致的。常模干擾來源一般是周圍較強的交變磁場,使儀器受周圍交變磁場影響而產(chǎn)生交流電動勢形成干擾,這種干擾較難除掉。

  (2)共模干擾

  共模干擾是指干擾信號在2條線上各流過一部分,以地為公共回路,而信號電流只在往返2個線路中流過。共模干擾的來源一般是設(shè)備對地漏電、地電位差、線路本身具有對地干擾等。由于線路的不平衡狀態(tài),共模干擾會轉(zhuǎn)換成常模干擾,就較難除掉了。

  (3)長時干擾

  長時干擾是指長期存在的干擾,此類干擾的特點是干擾電壓長期存在且變化不大,用檢測儀表很容易測出,如電源線或鄰近動力線的電磁干擾都是連續(xù)的交流50Hz工頻干擾。

  (4)意外的瞬時干擾

  意外瞬時干擾主要在電氣設(shè)備操作時發(fā)生,如合閘或分閘等,有時也在伴隨雷電發(fā)生或無線電設(shè)備工作瞬間產(chǎn)生。 干擾可粗略地分為3個方面:

  (a)局部產(chǎn)生(即不需要的熱電偶);

  (b)子系統(tǒng)內(nèi)部的耦合(即地線的路徑問題);

  (c)外部產(chǎn)生(Bp電源頻率的干擾)。

  3、干擾現(xiàn)象

  在應用中,常會遇到以下幾種主要干擾現(xiàn)象:

  (1)發(fā)指令時,電機無規(guī)則地轉(zhuǎn)動;

  (2)信號等于零時,數(shù)字顯示表數(shù)值亂跳;

  (3)傳感器工作時,其輸出值與實際參數(shù)所對應的信號值不吻合,且誤差值是隨機的、無規(guī)律的;

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  (4)當被測參數(shù)穩(wěn)定的情況下,傳感器輸出的數(shù)值與被測參數(shù)所對應的信號數(shù)值的差值為一穩(wěn)定或呈周期性變化的值;

  (5)與交流伺服系統(tǒng)共用同一電源的設(shè)備(如顯示器等)工作不正常。

  4、抗干擾的措施:

  (1)用硬件線路抑制尖峰干擾的影響

  常用辦法主要有三種:

  a. 在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設(shè)計的干擾控制器,將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上,從而減弱其破壞性;

  b. 在儀器交流電源輸入端加超級隔離變壓器,利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖;

  c. 在儀器交流電源的輸入端并聯(lián)壓敏電阻,利用尖峰脈沖到來時電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓,從而削弱干擾的影響。

  (2)利用軟件方法抑制尖峰干擾

  對于周期性干擾,可以采用編程進行時間濾波,也就是用程序控制可控硅導通瞬間不采樣,從而有效地消除干擾。

  (3)采用硬、軟件結(jié)合的看門狗(watchdog)技術(shù)抑制尖峰脈沖的影響

  軟件:在定時器定時到之前,CPU訪問一次定時器,讓定時器重新開始計時,正常程序運行,該定時器不會產(chǎn)生溢出脈沖,watchdog也就不會起作 用。一旦尖峰干擾出現(xiàn)了“飛程序”,則CPU就不會在定時到之前訪問定時器,因而定時信號就會出現(xiàn),從而引起系統(tǒng)復位中斷,保證智能儀器回到正常程序上 來

  (4)實行電源分組供電,例如:將執(zhí)行電機的驅(qū)動電源與控制電源分開,以防止設(shè)備間的干擾。

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  (5)采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅(qū)動器對其它設(shè)備的干擾。該措施對以上幾種干擾現(xiàn)象都可以有效地抑制。

  (6)采用隔離變壓器

  考慮到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初、次級線圈的互感耦合,而是靠初、次級寄生電容耦合的,因此隔離變壓器的初、次級之間均用屏蔽層隔離,減少其分布電容,以提高抵抗共模干擾能力。

  (7)采用高抗干擾性能的電源,如利用頻譜均衡法設(shè)計的高抗干擾電源。這種電源抵抗隨機干擾非常有效,它能把高尖峰的擾動電壓脈沖轉(zhuǎn)換成低電壓峰值(電壓峰值小于TTL電平)的電壓,但干擾脈沖的能量不變,從而可以提高傳感器、儀器儀表的抗干擾能力。


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