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如何控制热电偶及电缆在电路中的噪声(第1部分)

来源:作者:上海自动化仪表三厂发表时间:2018-01-13

    影响仪表电路的常见噪声源

    选择合适的热电偶线可能是一个真正的挑战。您不仅需要确定要使用的热电偶元件的类型,还要确定应用的温度范围,校准精度和绝缘类型。数千种不同的配置,比热电偶和仪表电缆还要简单得多。无论如何,了解如何控制仪表电路中的噪声非常重要。

    如何控制仪表电路中的噪声当考虑应用中的电缆时,工程师必须确保他们指定的电缆不仅在机械性能方面,而且在信号或电气性能方面都是有意义的。传感器传输的信号类型与其对噪声的敏感性有关:电压电平越低,电路阻抗越高,电路对各种噪声的敏感度越高。

    我希望这里提供的详细程度可以帮助经验丰富的工程师和与仪器电路合作的初学工程师选择和指定正确的电缆到他们的应用中。

    为了让我们上海自动化仪表三厂开始,我们必须了解四种主要噪声类型,以及每种噪声类型的一些普遍接受的解决方案。

    共同模式

    问题:过程工厂中每个位置的不同地电位都会导致共模噪声成为问题。仪器电路中的两个不同的地线意味着电流将在它们之间流动,导致噪声被添加到正在传输的信号。

    解决方案:使用具有高共模抑制比的接收器将控制这种类型的共模干扰。

    问题:即使使用高质量的接收器,也会出现第二种共模干扰,这是热电偶延长电缆电路中的一个特殊问题。大多数使用的热电偶是“接地”型的,也就是说,这对耦合器在物理上和电气上与安装它的井相连接,当热电偶电路屏蔽(或任何附近的金属物体,如导管,托盘,等)与耦合电路处于不同电位时,充电电流在延长线中流动,造成干扰叠加在热电偶信号上。

    解决方案:将屏蔽电路接地,只在对中屏蔽电路将消除共模噪声问题。与热电偶一起使用的多对电缆必须单独屏蔽,隔离一对屏蔽类型,以便屏蔽电路可以保持在单个耦合地电位一直返回到控制室。

    交谈

    问题:交流仪器信号,尤其是脉冲型信号,在同一条电缆中传输多个电路时会发生串扰。信号在电缆内部从一对耦合到另一对是趋势,导致噪声叠加在电路上。

    解决方案:通过使用带有单独屏蔽的隔离双屏蔽的电缆,可消除串扰噪声。这对屏蔽可以防止相邻对拾取的噪音,并且可以减少噪音。

    静态的

    问题:静电干扰是由于电容耦合到仪器电路中的电压源所辐射的电场引起的。

    解决方案:抗静电噪声的最好方法是将电路放置在一个全覆盖的屏蔽层内,使屏蔽线与外界的影响隔离开来。接地屏蔽拦截静电干扰,并把它带到地面。屏蔽层必须接地以减少静电噪声;未接地的屏蔽层不会降低噪音。

    磁性

    问题:电磁噪声是由流过导体和电气设备如电动机,发电机等的电流产生的。当电流流经设备时,磁场辐射到导体周围。当该场通过电路中的导体之间的空间时,在电路中建立电流以对抗磁场(变压器作用)。这个电流会导致噪声叠加在仪器电路的信号上。

    解决方案:补偿这种噪音的最好方法是扭曲仪器电路中的导线。扭曲会导致噪声在导线的相邻部分被消除。这是对付磁噪声最便宜,最有效的方法。

    接下来,我们将根据仪器电路必须执行的环境,讨论不同噪声级别的适当安装注意事项。


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