浅议检测系统抑制干扰方法

【摘 要】 指出了检测系统干扰信号辨别方法，并提出了抑制干扰的措施。

【关键词】 检测系统 干扰信号 抑制 措施

传感器与测量装置构成一个完整的检测系统，检测系统主要存在空间电磁波的干扰、信道耦合干扰、高速开关通道间的串扰干扰、电源干扰、共电阻耦合干扰等.干扰轻则对检测系统测量产生误差，重则使检测系统工作失效.干扰的抑制和排除成为系统设计、制造、安装、维护必不可少的一个重要环节。

1 干扰信号的辨别

不同的干扰源产生不同频域的干扰信号，干扰信号频域不同使得干扰方式也不同，一般高电压小电流的干扰主要是电场干扰，低电压大电流的干扰主要是磁场干扰，电压电流频率较高时电场和磁场干扰都必须考虑。在具体测试系统中一般按干扰源频域确定抑制干扰的方法。

2 抑制干扰方法

2.1 合理接地抑制干扰

接地有两种：保护接地和工作接地。保护接地是为了保障人身和设备安全采取的措施，工作接地是为了保证系统正常工作，防止地环路形成的共电阻耦合干扰。工作接地的方式：在低频电路中一般采用一点接地，高频电路采用多点接地。

在接地过程中，注意几点：低电平信号电路，为了防止电源地线间电压干扰，交流地和信号地不能共用；特殊系统不能接地场合，在保证绝缘情况下用浮地阻断干扰电流通路；TTL、CMOS等数字逻辑电路接地时印刷板中地线应呈网状，其它布线不能形成环路且条状线不要长距离平行，必要时要加隔离电极和跨接地线或做屏蔽处理；A/D转换器采用浮空隔离方式；传感器的地以5Ω导体一点入地且不浮空；屏蔽接地方法要根据屏蔽对象制定；功率地线线径粗且连直流地，功率地要注意与信号地线、安全地完全分开。

2.2 采用屏蔽技术有效防止电场或磁场的干扰

在检测系统中可以通过屏蔽抑制电场干扰和磁场干扰，屏蔽的接法按屏蔽对象有电场屏蔽、电磁场屏蔽、磁路屏蔽和放大电路屏蔽。为了获得最佳屏蔽效果，电场屏蔽用于解决信道分布电容问题，一般接大地；电磁场屏蔽解决空间电磁波辐射，屏蔽材料是低阻金属材料如铜、铝或镀银铜等，接大地；磁路屏蔽材料是高导磁材料，封闭式结构且接大地，放大电路屏蔽用金属罩且金属罩要接到放大电路公共端。

基于以上几种常用的屏蔽技术，在检测系统中干扰比较严重的地方，通常要对电缆和接插件进行屏蔽，通常采用复合屏蔽电缆，即外层是低频磁屏蔽层，内层是电磁屏蔽层，达到双重屏蔽的作用，注意高低电平线不走同一电缆，不走同一接插件且单独屏蔽，出入电缆部分的接插件应保持屏蔽完整，低频线缆屏蔽层单点接地，高频信号屏蔽层多点接地。

2.3 隔离与耦合

在检测系统中，常采用各种隔离与耦合的方式提高系统抗干扰能力，使用这种方法可以让两个电路相互独立而不形成一个回路。在检测系统接口电路中，如出现两点以上接地时，可能引入共阻耦合干扰和地环路电流干扰，抑制这类干扰的方法是采用隔离与耦合技术。通常有隔离变压器隔离、光电耦合器件隔离、继电器隔离和隔离放大器隔离等，隔离变压器隔离利用隔离变压器来切断环流，由于地环路被切断，两电路有独立的地电位基准，因而不会造成干扰，信号通过耦合形式进行传递；光电耦合器件隔离是利用光电耦合器输入与输出在电气上的绝缘性提高系统的抗干扰能力。

2.4 其他抗干扰技术

在检测系统中，经常采用的抗干扰措施还有：合理选择器件、合理选择放大电路、充分利用滤波器的作用、合理布线、对稳压电源优化设计及利用软件进行数字滤波、选频和相关处理等都可以抑制干扰信号。

3 结语

抑制干扰是得到高质量信号的重要措施之一，抑制干扰必须确定干扰源、干扰传入点和传播路径，在实践中将硬件抗干扰方法和软件抗干扰方法结合起来，可以达到良好的干扰抑制效果。

参考文献：

[1]吴旗.传感器及应用.北京：高等教育出版社，2002.83-90.

[2]卢胜利.智能仪器设计与实现.重庆：重庆大学出版社2003.214-215.

[3]柳桂国.传感器与检测技术.北京：电子工业出版社，2011.243-246.

[4]李行善，左毅，孙杰.自动测试系统集成技术.北京：电子工业出版社，2004.234-244.