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传感器供电系统抗干扰设计方法

导读: 对传感器、仪器仪表正常工作危害最严重的是电网尖峰脉冲干扰,产生尖峰干扰的用电设备有:电焊机、大电机、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯,甚至电烙铁等。对于传感器供电系统抗干扰设计可用硬件、软件结合的办法来抑制。

  对传感器、仪器仪表正常工作危害最严重的是电网尖峰脉冲干扰,产生尖峰干扰的用电设备有:电焊机、大电机、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯,甚至电烙铁等。对于传感器供电系统抗干扰设计可用硬件、软件结合的办法来抑制。

  1、用硬件线路抑制尖峰干扰的影响

  常用办法主要有三种:

  (1)在传感器交流电源输入端串入按频谱均衡的原理设计的干扰控制器,将尖峰电压集中的能量分配到不同的频段上,从而减弱其破坏性;

  (2)在传感器交流电源输入端加超级隔离变压器,利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲;

  (3)在传感器交流电源的输入端并联压敏电阻,利用尖峰脉冲到来时电阻值减小以降低仪器从电源分得的电压,从而削弱干扰的影响。

  2、利用软件方法抑制尖峰干扰

  对于周期性干扰,可以采用编程进行时间滤波,也就是用程序控制可控硅导通瞬间不采样,从而有效地消除供电系统对传感器干扰。

  3、采用硬、软件结合的看门狗(watchdog)技术抑制尖峰脉冲的影响

  软件:在定时器定时到之前,CPU访问一次定时器,让定时器重新开始计时,正常程序运行,该定时器不会产生溢出脉冲,watchdog也就不会起作用。一旦尖峰干扰出现了“飞程序”,则CPU就不会在定时到之前访问定时器,因而定时信号就会出现,从而引起系统复位中断,保证智能传感器回到正常程序上来。

  4、采用噪声滤波器也可以有效地抑制交流伺服驱动器对传感器的干扰。该措施对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。

  5、实行电源分组供电,例如:将执行电机的驱动电源与控制电源分开,以防止它对传感器的干扰。

  6、采用高抗干扰性能的电源,如利用频谱均衡法设计的高抗干扰电源。这种电源抵抗随机干扰非常有效,它能把高尖峰的扰动电压脉冲转换成低电压峰值的电压,但干扰脉冲的能量不变,从而可以提高传感器、仪器仪表的抗干扰能力。

  7、采用隔离变压器

  考虑到高频噪声通过变压器主要不是靠初、次级线圈的互感耦合,而是靠初、次级寄生电容耦合的,因此隔离变压器的初、次级之间均用屏蔽层隔离,减少其分布电容,以提高传感器抵抗共模干扰能力。

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