隨著電子工業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展,自動(dòng)化儀表系統(tǒng)在流程性工業(yè)領(lǐng)域的重要性日漸突出。儀表系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性問題直接影響企業(yè)的安全平穩(wěn)生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量,甚至影響企業(yè)的效益。事實(shí)上,儀表系統(tǒng)的工作環(huán)境非常復(fù)雜,周邊存在著各種干擾源,使得儀表系統(tǒng)的儀表準(zhǔn)確度降低,甚至不能正常、可靠工作。因此,為了能讓儀表系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠地工作,就要重視儀表系統(tǒng)的工作環(huán)境的干擾問題分析。
自動(dòng)化水平在不斷提高,許多的冶金工控企業(yè)都是在大量使用儀表檢測(cè)來檢查自動(dòng)化水平,進(jìn)行下一步的指導(dǎo)。在這個(gè)過程中,常常會(huì)出現(xiàn)問題,其中區(qū)主要的就是干擾問題,那我們又該如何解決這個(gè)問題,下面就來介紹幾種常見的方法。
習(xí)慣上我們把對(duì)電測(cè)系統(tǒng)或儀器的測(cè)量結(jié)果起影響作用的各種外部或內(nèi)部的無用信號(hào)稱為干擾。干擾造成的虛假信號(hào),不僅對(duì)設(shè)備本身造成損壞,甚至還會(huì)使整個(gè)控制系統(tǒng)因邏輯混亂造成控制失靈,形成生產(chǎn)事故,甚至停產(chǎn)。
1 干擾的類型
按噪聲干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。
1.1共模干擾
共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓迭加所形成。共模電壓有時(shí)較大,特別是采用隔離性能差的配電器供電室,變送器輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高,有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響測(cè)控信號(hào),造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng)I/O器件損壞率較高的主要原因),這種共模干擾可為直流、亦可為交流。
1.2差模干擾
差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓,又叫串模干擾,主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種干擾直接疊加在信號(hào)上,直接影響測(cè)量與控制精度。 差模干擾在兩根信號(hào)線之間傳輸,屬于對(duì)稱性干擾①。
2 干擾的產(chǎn)生
在儀表系統(tǒng)中, 最常用的信號(hào)制是4 ~ 20mA DC 或1~5 V DC。被測(cè)量量先被轉(zhuǎn)換成毫安或毫伏信號(hào),由于二次儀表距離現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn),因此,傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)處的,除了有用的信號(hào)外,經(jīng)常還有一些與測(cè)量信號(hào)無關(guān)的電壓或電流存在,這就是干擾。
干擾形成有3個(gè)環(huán)節(jié): (1)干擾源;(2)對(duì)干擾敏感的接收電路; (3)干擾的傳輸途徑。切斷任何一個(gè)環(huán)節(jié)就會(huì)消除干擾。干擾的主要引入方式有以下幾種。
2.1 電磁耦合
當(dāng)傳感器信號(hào)線直接處于強(qiáng)磁場(chǎng)下,或通過大電流的電網(wǎng)附近時(shí),由于信號(hào)線通過信號(hào)源組成一閉合回路,因此在該回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流(圖1),此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EM與磁場(chǎng)變換頻率及信號(hào)線回路面積成正比,而隨電網(wǎng)的距離增加而減小,其關(guān)系式為:
