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數(shù)顯儀表被測參數(shù)大多被轉(zhuǎn)換成微弱的低電平電流信號,并經(jīng)長距離傳送到數(shù)顯表,因此除有用的信號外,還會有些干擾信號夾雜其中,會影響數(shù)顯儀表測量結(jié)果的正確性。
干擾源在儀表內(nèi)、外部都有可能存在。如在數(shù)顯表外部,大功率用電設(shè)備、電網(wǎng)可能成為干擾源。而在數(shù)顯表內(nèi)部,變壓器、線圈、繼電器、電源線等可能成為干擾源。
數(shù)顯儀表產(chǎn)生干擾的途徑
1、磁耦合在形成的干擾
在大功率變壓器、交流電機(jī)、電力線的周圍空間都存在有很強(qiáng)的交流磁場,而閉合回路處在這種變化的磁場中將產(chǎn)生電動(dòng)勢。這種感應(yīng)電勢與有用信號串聯(lián),當(dāng)傳感器與數(shù)顯表距離較遠(yuǎn)時(shí),這種串模干擾特別突出。
2、電容的耦合形成干擾
電容耦合形成的數(shù)值跳動(dòng)主要是是由于兩電場相互作用的結(jié)果。通過靜電耦合的方式,能在兩輸入端感應(yīng)出對地的共同電壓,以共模干擾的形式出現(xiàn),由于共模干擾不和信號相疊加,它不直接對儀表產(chǎn)生影響。但它能通過測量系統(tǒng)形成到地的泄漏電流,該泄漏電流通過電阻的耦合就能直接作用于儀表而產(chǎn)生干擾。電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)所形成大多是工頻干擾電壓,但變頻器、帶整流子的電機(jī)等會產(chǎn)生諧波干擾。
3、直接作用于金屬加工面的影響
有些測溫場合,將熱電偶電極直接焊于通電加熱的金屬件上,由于金屬件在平行于電流方向的各點(diǎn)存在電位差,這時(shí)引入的干擾電壓也是很大的。在高溫狀態(tài)下,耐火材料的絕緣電阻急劇下降,熱電偶的保護(hù)管絕緣性能也會下降,則電源電壓通過耐火磚、熱電偶套管等泄漏到熱電偶絲上,在熱電偶電極與地之間產(chǎn)生干擾電壓。
4、多個(gè)接地點(diǎn)造成的干擾
大地中各個(gè)不同點(diǎn)之間往往存在電位差,特別是在大功率用電設(shè)備附近,當(dāng)這些設(shè)備的絕緣性能下降時(shí),電位差更大。而現(xiàn)場儀表在使用中,有時(shí)不注意會使回路存在兩個(gè)以上的接地點(diǎn),就會把不同接地點(diǎn)的電位差引入到數(shù)顯表中而形成共模干擾。
當(dāng)儀表的橋路電源接地時(shí),除橋路輸出不平衡信號電壓以外,信號線對地還有一公共電壓,該公共電壓不是所要測量的信號電壓,而是共模干擾的一種表現(xiàn)。
那么這些干擾如何消除呢?
1、信號傳輸導(dǎo)線使用雙絞線,能使兩根信號線到干擾源的距離大致相等,分布電容也大致相同,所以能使進(jìn)人數(shù)顯表的串模干擾大大減小。
2、為了防止電場的干擾,可把信號線穿入鐵管中,或者使用屏蔽線,并對屏蔽層采取一點(diǎn)接地。對于直流信號,可在數(shù)顯表輸入端加濾波電路,把雜散信號干擾衰減至最小,信號線要遠(yuǎn)離動(dòng)力線,信號線與電源線不要統(tǒng)一孔進(jìn)入儀表內(nèi),信號線應(yīng)以盡量短的絞線接至信號端子的相鄰位置上。
3、數(shù)顯表和變送器的外殼都應(yīng)接地,以保持零電位,為提高儀表的抗干擾能力,可以把儀表的放大器“浮地”,即將放大器與儀表外殼絕緣,以切斷共模干擾電壓的泄露途徑。