ปัจจัยรบกวนที่ส่งผลต่อเซ็นเซอร์อะนาล็อกและวิธีการป้องกันการรบกวน

เซ็นเซอร์แบบอะนาล็อกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมหนัก、อุตสาหกรรมเบา、สิ่งทอ、การเกษตร、การผลิตและการก่อสร้าง、การศึกษาชีวิตประจำวันและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และสาขาอื่นๆ เซ็นเซอร์อะนาล็อกจะส่งสัญญาณต่อเนื่อง โดยมีแรงดันไฟฟ้า กระแส ความต้านทาน ฯลฯ ขนาดของพารามิเตอร์ที่วัดได้ ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์อุณหภูมิ เซ็นเซอร์ก๊าซ เซ็นเซอร์ความดัน และอื่นๆ เป็นเซ็นเซอร์ปริมาณแอนะล็อกทั่วไป

เซ็นเซอร์ปริมาณแอนะล็อกยังจะประสบปัญหาการรบกวนเมื่อส่งสัญญาณ สาเหตุหลักมาจากปัจจัยต่อไปนี้:

1. การรบกวนที่เกิดจากไฟฟ้าสถิต

การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตเกิดจากการมีความจุของปรสิตอยู่ระหว่างวงจรหรือส่วนประกอบสองวงจร ดังนั้นประจุในกิ่งหนึ่งจะถูกถ่ายโอนไปยังอีกสาขาหนึ่งผ่านความจุของกาฝาก ซึ่งบางครั้งเรียกว่าการคัปปลิ้งแบบคาปาซิทีฟ

2, การรบกวนการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

เมื่อมีการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันระหว่างสองวงจร การเปลี่ยนแปลงของกระแสในวงจรหนึ่งจะถูกควบคู่กับอีกวงจรหนึ่งผ่านสนามแม่เหล็ก ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า สถานการณ์นี้มักพบในการใช้เซ็นเซอร์ ซึ่งต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษ

3 ไข้หวัดใหญ่รั่วควรรบกวน

เนื่องจากฉนวนที่ไม่ดีของโครงยึดส่วนประกอบ เสาขั้วต่อ แผงวงจรพิมพ์ ไดอิเล็กทริกภายในหรือเปลือกของตัวเก็บประจุภายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเพิ่มขึ้นของความชื้นในสภาพแวดล้อมการใช้งานของเซ็นเซอร์ ความต้านทานของฉนวนของฉนวนจะลดลง และ จากนั้นกระแสรั่วไหลจะเพิ่มขึ้นทำให้เกิดการรบกวน ผลกระทบจะรุนแรงเป็นพิเศษเมื่อกระแสไฟรั่วไหลเข้าสู่ระยะอินพุตของวงจรการวัด

4, การรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ

สาเหตุหลักมาจากการรบกวนที่เกิดจากการสตาร์ทและหยุดของอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดใหญ่และการรบกวนฮาร์มอนิกที่มีลำดับสูง

5.ปัจจัยรบกวนอื่นๆ

ส่วนใหญ่หมายถึงสภาพแวดล้อมการทำงานที่ไม่ดีของระบบ เช่น ทราย ฝุ่น ความชื้นสูง อุณหภูมิสูง สารเคมี และสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงจะส่งผลร้ายแรงต่อการทำงานของเซ็นเซอร์ เช่น หัววัดถูกฝุ่น ฝุ่นละออง และอนุภาคบดบัง ซึ่งจะส่งผลต่อความแม่นยำของการวัด ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง ไอน้ำอาจเข้าสู่ภายในเซนเซอร์และทำให้เกิดความเสียหายได้
เลือกกตัวเรือนโพรบสแตนเลสซึ่งทนทาน ทนต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อน และกันฝุ่นและน้ำ เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายภายในต่อเซ็นเซอร์ แม้ว่าเปลือกโพรบจะกันน้ำได้ แต่จะไม่ส่งผลต่อความเร็วการตอบสนองของเซ็นเซอร์ และการไหลของก๊าซและความเร็วการแลกเปลี่ยนก็รวดเร็ว เพื่อให้ได้ผลของการตอบสนองที่รวดเร็ว

จากการสนทนาข้างต้น เรารู้ว่ามีปัจจัยรบกวนมากมาย แต่สิ่งเหล่านี้เป็นเพียงลักษณะทั่วไป เฉพาะฉาก อาจเป็นผลมาจากปัจจัยรบกวนต่างๆ แต่สิ่งนี้ไม่ส่งผลกระทบต่อการวิจัยของเราเกี่ยวกับเทคโนโลยีป้องกันการรบกวนเซ็นเซอร์อะนาล็อก

เทคโนโลยีป้องกันการรบกวนเซ็นเซอร์แบบอะนาล็อกส่วนใหญ่มีดังต่อไปนี้:

6.เทคโนโลยีป้องกัน

ภาชนะทำจากวัสดุโลหะ วงจรที่ต้องการการป้องกันถูกห่อไว้ซึ่งสามารถป้องกันการรบกวนของสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีนี้เรียกว่าการป้องกัน การป้องกันสามารถแบ่งออกเป็นการป้องกันไฟฟ้าสถิต การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า และการป้องกันแม่เหล็กความถี่ต่ำ

(1) การป้องกันไฟฟ้าสถิต

ใช้ทองแดงหรืออลูมิเนียมและโลหะนำไฟฟ้าอื่นๆเป็นวัสดุ ทำภาชนะโลหะปิด และเชื่อมต่อกับสายกราวด์ ใส่ค่าของวงจรที่จะป้องกันใน R เพื่อให้สนามไฟฟ้ารบกวนภายนอกไม่ส่งผลกระทบต่อวงจรภายใน และในทางกลับกัน สนามไฟฟ้าที่เกิดจากวงจรภายในจะไม่ส่งผลกระทบต่อวงจรภายนอก วิธีนี้เรียกว่าการป้องกันไฟฟ้าสถิต

(2) ระบบป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า

สำหรับสนามแม่เหล็กรบกวนความถี่สูง หลักการของกระแสไหลวนถูกนำมาใช้เพื่อทำให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้ารบกวนความถี่สูงสร้างกระแสไหลวนในโลหะที่มีฉนวนหุ้ม ซึ่งใช้พลังงานของสนามแม่เหล็กรบกวน และสนามแม่เหล็กกระแสไหลวนจะยกเลิกค่าสูง สนามแม่เหล็กรบกวนความถี่ เพื่อให้วงจรป้องกันได้รับการปกป้องจากอิทธิพลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง วิธีการป้องกันนี้เรียกว่าการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า

(3) ระบบป้องกันแม่เหล็กความถี่ต่ำ

หากเป็นสนามแม่เหล็กความถี่ต่ำ ปรากฏการณ์กระแสไหลวนจะไม่ชัดเจนในเวลานี้ และผลการป้องกันการแทรกแซงจะไม่ดีมากเพียงโดยใช้วิธีการข้างต้นเท่านั้น ดังนั้นจึงต้องใช้วัสดุที่มีการนำไฟฟ้าสูงเป็นชั้นป้องกัน เพื่อจำกัดเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กรบกวนความถี่ต่ำภายในชั้นป้องกันแม่เหล็กที่มีความต้านทานแม่เหล็กขนาดเล็ก วงจรที่ได้รับการป้องกันได้รับการปกป้องจากการรบกวนของคัปปลิ้งแม่เหล็กความถี่ต่ำ วิธีการป้องกันนี้มักเรียกว่าการป้องกันแม่เหล็กความถี่ต่ำ เปลือกเหล็กของอุปกรณ์ตรวจจับเซ็นเซอร์ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันแม่เหล็กความถี่ต่ำ หากมีการต่อสายดินเพิ่มเติม ก็จะมีบทบาทในการป้องกันไฟฟ้าสถิตและป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย

7.เทคโนโลยีกราวด์

เป็นหนึ่งในเทคนิคที่มีประสิทธิภาพในการระงับการรบกวนและการรับประกันที่สำคัญของเทคโนโลยีการป้องกัน การต่อสายดินที่ถูกต้องสามารถระงับการรบกวนจากภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบทดสอบ และลดปัจจัยการรบกวนที่เกิดจากตัวระบบเอง วัตถุประสงค์ของการต่อลงดินมีสองเท่า: ความปลอดภัยและการปราบปรามสัญญาณรบกวน ดังนั้นการต่อสายดินจึงแบ่งออกเป็นสายดินป้องกัน สายดินป้องกัน และการสายดินสัญญาณ เพื่อความปลอดภัย ตัวเรือนและโครงของอุปกรณ์ตรวจวัดควรต่อสายดิน กราวด์สัญญาณแบ่งออกเป็นกราวด์สัญญาณอะนาล็อกและกราวด์สัญญาณดิจิตอล โดยทั่วไปสัญญาณอะนาล็อกจะอ่อนแอดังนั้นความต้องการกราวด์จึงสูงกว่า โดยทั่วไปสัญญาณดิจิตอลจะแรง ดังนั้นความต้องการกราวด์จึงสามารถลดลงได้ สภาวะการตรวจจับเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันก็มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันในการลงกราวด์ และต้องเลือกวิธีการลงกราวด์ที่เหมาะสม วิธีการต่อลงดินทั่วไป ได้แก่ การต่อลงดินแบบจุดเดียวและการต่อลงดินหลายจุด

(1) การต่อลงดินจุดเดียว

ในวงจรความถี่ต่ำ โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้การต่อลงดินแบบจุดเดียว ซึ่งมีเส้นกราวด์กราวด์และสายกราวด์บัส การต่อสายดินด้วยรังสีหมายความว่าวงจรการทำงานแต่ละวงจรในวงจรเชื่อมต่อโดยตรงกับจุดอ้างอิงศักย์เป็นศูนย์ด้วยสายไฟ การต่อสายดินของบัสบาร์หมายความว่าตัวนำคุณภาพสูงที่มีพื้นที่หน้าตัดบางส่วนจะถูกนำมาใช้เป็นบัสต่อสายดิน ซึ่งเชื่อมต่อโดยตรงกับจุดศักย์เป็นศูนย์ กราวด์ของแต่ละบล็อคฟังก์ชันในวงจรสามารถเชื่อมต่อกับบัสที่อยู่ใกล้เคียงได้ เซนเซอร์และอุปกรณ์ตรวจวัดถือเป็นระบบการตรวจจับที่สมบูรณ์ แต่อาจอยู่ห่างกันมาก

(2) การต่อลงดินแบบหลายจุด

โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้วงจรความถี่สูงในการต่อสายดินแบบหลายจุด ความถี่สูงแม้ในช่วงเวลาสั้นๆ ของกราวด์จะมีแรงดันอิมพีแดนซ์ที่ใหญ่กว่า และผลของความจุแบบกระจาย การต่อสายดินแบบจุดเดียวที่เป็นไปไม่ได้ ดังนั้นจึงสามารถใช้วิธีการต่อสายดินแบบแบนได้ กล่าวคือ การต่อสายดินแบบหลายจุด โดยใช้สื่อกระแสไฟฟ้าที่ดีเป็นศูนย์ จุดอ้างอิงที่เป็นไปได้บนตัวเครื่องบิน วงจรความถี่สูงเพื่อเชื่อมต่อกับระนาบนำไฟฟ้าที่อยู่ใกล้เคียงบนตัวเครื่องบิน เนื่องจากความต้านทานความถี่สูงของตัวเครื่องบินที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามีขนาดเล็กมาก โดยทั่วไปมีการรับประกันศักยภาพเดียวกันในแต่ละสถานที่ และตัวเก็บประจุบายพาสจะถูกเพิ่มเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าตก ดังนั้นสถานการณ์นี้ควรใช้โหมดกราวด์แบบหลายจุด

8.เทคโนโลยีการกรอง

ตัวกรองเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการระงับการรบกวนโหมดอนุกรมของ AC วงจรตัวกรองทั่วไปในวงจรตรวจจับเซนเซอร์ ได้แก่ ตัวกรอง RC, ตัวกรองไฟ AC และตัวกรองไฟกระแสสลับจริง
(1) ตัวกรอง RC: เมื่อแหล่งสัญญาณเป็นเซ็นเซอร์ที่มีการเปลี่ยนแปลงสัญญาณช้า เช่น เทอร์โมคัปเปิ้ลและสเตรนเกจ ตัวกรอง RC แบบพาสซีฟที่มีปริมาตรน้อยและต้นทุนต่ำจะมีผลการยับยั้งที่ดีกว่าต่อการรบกวนของโหมดอนุกรม อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าตัวกรอง RC ลดการรบกวนในโหมดอนุกรมโดยสูญเสียความเร็วการตอบสนองของระบบ
(2) ตัวกรองไฟ AC: เครือข่ายพลังงานจะดูดซับสัญญาณรบกวนความถี่สูงและต่ำที่หลากหลาย ซึ่งมักใช้เพื่อระงับสัญญาณรบกวนที่ผสมกับตัวกรอง LC ของแหล่งจ่ายไฟ

(3) ตัวกรองไฟ DC: แหล่งจ่ายไฟ DC มักใช้ร่วมกันโดยหลายวงจร เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนที่เกิดจากวงจรต่างๆ ผ่านความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟ ควรเพิ่มตัวกรองแยกสัญญาณ RC หรือ LC เข้ากับแหล่งจ่ายไฟ DC ของแต่ละวงจรเพื่อกรองสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำ

9. เทคโนโลยีการเชื่อมต่อโฟโตอิเล็กทริค
ข้อได้เปรียบหลักของการมีเพศสัมพันธ์ด้วยตาแมวคือสามารถยับยั้งพัลส์สูงสุดและการรบกวนทางเสียงทุกชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนในกระบวนการส่งสัญญาณได้รับการปรับปรุงอย่างมาก สัญญาณรบกวนแม้ว่าจะมีช่วงแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ แต่พลังงานมีขนาดเล็กมากสามารถสร้างกระแสไฟอ่อนได้เท่านั้น และส่วนอินพุตโฟโตอิเล็กทริคของไดโอดเปล่งแสงจะทำงานภายใต้สภาวะปัจจุบัน กระแสไฟฟ้าแนะนำทั่วไปคือ 10 mA ~ 15 ma ดังนั้นแม้ว่าจะมีช่วงการรบกวนสูง การรบกวนจะไม่สามารถให้กระแสเพียงพอและถูกระงับได้
ดูที่นี่ ฉันเชื่อว่าเรามีความเข้าใจบางอย่างเกี่ยวกับปัจจัยการรบกวนของเซ็นเซอร์แอนะล็อกและวิธีการป้องกันการรบกวน เมื่อใช้เซ็นเซอร์แอนะล็อก หากมีการรบกวน ตามเนื้อหาข้างต้นทีละการตรวจสอบ ตามสถานการณ์จริง ดำเนินมาตรการต่างๆ จะต้องไม่ประมวลผลแบบปิดบัง เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อเซ็นเซอร์