Cảm biến tương tự được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nặng, công nghiệp nhẹ, dệt may, nông nghiệp, sản xuất và xây dựng, giáo dục đời sống hàng ngày và nghiên cứu khoa học cũng như các lĩnh vực khác. Cảm biến analog gửi tín hiệu liên tục, với điện áp, dòng điện, điện trở, v.v., kích thước của các thông số đo được. Ví dụ, cảm biến nhiệt độ, cảm biến khí, cảm biến áp suất, v.v. là những cảm biến số lượng tương tự phổ biến.
Cảm biến đại lượng analog cũng sẽ gặp nhiễu khi truyền tín hiệu, chủ yếu do các yếu tố sau:
1. Nhiễu do tĩnh điện gây ra
Cảm ứng tĩnh điện là do sự tồn tại của điện dung ký sinh giữa hai mạch nhánh hoặc các linh kiện, do đó điện tích ở nhánh này được truyền sang nhánh khác thông qua điện dung ký sinh, đôi khi còn được gọi là ghép điện dung.
2, Nhiễu cảm ứng điện từ
Khi có sự tự cảm lẫn nhau giữa hai mạch, sự thay đổi dòng điện trong một mạch sẽ được kết hợp với mạch kia thông qua từ trường, một hiện tượng được gọi là cảm ứng điện từ. Tình trạng này thường gặp trong quá trình sử dụng cảm biến, cần đặc biệt chú ý.
3, Cúm rò rỉ nên can thiệp
Do khả năng cách điện kém của giá đỡ linh kiện, cực đầu cuối, bảng mạch in, chất điện môi bên trong hoặc vỏ tụ điện bên trong mạch điện tử, đặc biệt là sự gia tăng độ ẩm trong môi trường ứng dụng của cảm biến, điện trở cách điện của chất cách điện giảm, và khi đó dòng điện rò sẽ tăng lên và gây nhiễu. Ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng khi dòng điện rò rỉ chạy vào tầng đầu vào của mạch đo.
4, Nhiễu tần số vô tuyến
Nó chủ yếu là nhiễu do khởi động và dừng thiết bị công suất lớn và nhiễu sóng hài bậc cao.
5. Các yếu tố gây nhiễu khác
Nó chủ yếu đề cập đến môi trường làm việc kém của hệ thống, như cát, bụi, độ ẩm cao, nhiệt độ cao, chất hóa học và môi trường khắc nghiệt khác. Trong môi trường khắc nghiệt sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức năng của cảm biến, chẳng hạn như đầu dò bị bụi, bụi và các hạt vật chất chặn lại sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Trong môi trường có độ ẩm cao, hơi nước có khả năng xâm nhập vào bên trong cảm biến và gây hư hỏng.
Chọn mộtvỏ đầu dò bằng thép không gỉ, có độ bền cao, chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn cũng như chống bụi và nước để tránh hư hỏng bên trong cảm biến. Mặc dù vỏ đầu dò không thấm nước nhưng sẽ không ảnh hưởng đến tốc độ phản hồi của cảm biến, tốc độ dòng khí và trao đổi nhanh, để đạt được hiệu quả phản ứng nhanh.
Qua thảo luận ở trên, chúng ta biết rằng có rất nhiều yếu tố gây nhiễu, nhưng đây chỉ là khái quát, cụ thể cho một cảnh, có thể là kết quả của nhiều yếu tố gây nhiễu. Nhưng điều này không ảnh hưởng đến nghiên cứu của chúng tôi về công nghệ chống nhiễu cảm biến analog.
Công nghệ chống nhiễu cảm biến analog chủ yếu có những đặc điểm sau:
6. Công nghệ che chắn
Thùng chứa được làm bằng vật liệu kim loại. Mạch cần bảo vệ được bọc trong đó, có thể ngăn chặn hiệu quả sự can thiệp của điện trường hoặc từ trường. Phương pháp này được gọi là che chắn. Che chắn có thể được chia thành che chắn tĩnh điện, che chắn điện từ và che chắn từ tần số thấp.
（1）Chống tĩnh điện
Lấy đồng hoặc nhôm và các kim loại dẫn điện khác làm vật liệu, làm hộp kim loại kín và nối với dây nối đất, đặt giá trị của mạch cần bảo vệ vào R, sao cho điện trường giao thoa bên ngoài không ảnh hưởng đến mạch bên trong, và ngược lại, điện trường do mạch bên trong tạo ra sẽ không ảnh hưởng đến mạch ngoài. Phương pháp này được gọi là che chắn tĩnh điện.
（2）Che chắn điện từ
Đối với từ trường nhiễu tần số cao, nguyên lý dòng điện xoáy được sử dụng để làm cho trường điện từ nhiễu tần số cao tạo ra dòng điện xoáy trong kim loại được che chắn, tiêu thụ năng lượng của từ trường giao thoa và từ trường dòng điện xoáy hủy bỏ mức cao từ trường nhiễu tần số, để mạch được bảo vệ được bảo vệ khỏi ảnh hưởng của trường điện từ tần số cao. Phương pháp che chắn này được gọi là che chắn điện từ.
（3） Che chắn từ trường tần số thấp
Nếu là từ trường tần số thấp thì hiện tượng dòng điện xoáy không rõ ràng vào thời điểm này và hiệu quả chống nhiễu không tốt lắm chỉ khi sử dụng phương pháp trên. Do đó, vật liệu có độ dẫn từ cao phải được sử dụng làm lớp che chắn, để hạn chế đường cảm ứng từ nhiễu tần số thấp bên trong lớp che chắn từ có điện trở từ nhỏ. Mạch được bảo vệ được bảo vệ khỏi nhiễu ghép từ tần số thấp. Phương pháp che chắn này thường được gọi là che chắn từ tần số thấp. Vỏ sắt của thiết bị phát hiện cảm biến hoạt động như một lá chắn từ tần số thấp. Nếu được nối đất thêm thì nó còn có tác dụng chắn tĩnh điện và chắn điện từ.
7. Công nghệ nối đất
Đây là một trong những kỹ thuật hiệu quả để ngăn chặn nhiễu và là sự đảm bảo quan trọng cho công nghệ che chắn. Việc nối đất đúng cách có thể ngăn chặn hiệu quả nhiễu bên ngoài, cải thiện độ tin cậy của hệ thống thử nghiệm và giảm các hệ số nhiễu do chính hệ thống tạo ra. Mục đích của việc nối đất gồm có hai mục đích: an toàn và triệt tiêu nhiễu. Vì vậy, nối đất được chia thành nối đất bảo vệ, nối đất che chắn và nối đất tín hiệu. Để đảm bảo an toàn, vỏ và khung của thiết bị đo cảm biến phải được nối đất. Mặt đất tín hiệu được chia thành mặt đất tín hiệu analog và mặt đất tín hiệu số, tín hiệu analog nói chung là yếu nên yêu cầu mặt đất cao hơn; tín hiệu số nói chung là mạnh nên yêu cầu mặt đất có thể thấp hơn. Các điều kiện phát hiện cảm biến khác nhau cũng có những yêu cầu khác nhau về đường tiếp đất và phải chọn phương pháp nối đất thích hợp. Các phương pháp nối đất phổ biến bao gồm nối đất một điểm và nối đất nhiều điểm.
(1) Nối đất một điểm
Trong các mạch tần số thấp, người ta thường khuyên nên sử dụng nối đất một điểm, trong đó có đường nối đất hướng tâm và đường nối đất bus. Nối đất phóng xạ có nghĩa là mỗi mạch chức năng trong mạch được kết nối trực tiếp với điểm tham chiếu điện thế bằng 0 bằng dây. Nối đất bằng thanh cái có nghĩa là các dây dẫn chất lượng cao có diện tích mặt cắt nhất định được sử dụng làm bus nối đất, được kết nối trực tiếp với điểm điện thế bằng 0. Mặt đất của mỗi khối chức năng trong mạch có thể được kết nối với xe buýt gần đó. Cảm biến và thiết bị đo tạo thành một hệ thống phát hiện hoàn chỉnh, nhưng chúng có thể tách rời nhau.
(2) Nối đất đa điểm
Các mạch tần số cao thường được khuyến nghị áp dụng nối đất đa điểm. Tần số cao, ngay cả trong thời gian ngắn, điện áp nối đất sẽ có điện áp rơi trở kháng lớn hơn và ảnh hưởng của điện dung phân tán, không thể nối đất một điểm, do đó có thể sử dụng phương pháp nối đất kiểu phẳng, cụ thể là cách nối đất đa điểm, sử dụng chất dẫn điện tốt về 0 điểm tham chiếu tiềm năng trên thân máy bay, mạch tần số cao để kết nối với mặt phẳng dẫn điện gần đó trên cơ thể. Do trở kháng tần số cao của thân mặt phẳng dẫn điện rất nhỏ nên về cơ bản đảm bảo điện thế như nhau ở mỗi nơi và tụ điện rẽ nhánh được thêm vào để giảm sụt áp. Vì vậy, tình huống này nên áp dụng chế độ nối đất đa điểm.
8.Công nghệ lọc
Bộ lọc là một trong những phương tiện hiệu quả để ngăn chặn nhiễu chế độ nối tiếp AC. Các mạch lọc thông dụng trong mạch phát hiện cảm biến bao gồm bộ lọc RC, bộ lọc nguồn AC và bộ lọc nguồn dòng điện thực.
(1) Bộ lọc RC: khi nguồn tín hiệu là cảm biến có sự thay đổi tín hiệu chậm như cặp nhiệt điện và máy đo biến dạng, bộ lọc RC thụ động với âm lượng nhỏ và chi phí thấp sẽ có tác dụng ức chế nhiễu chế độ nối tiếp tốt hơn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng bộ lọc RC giảm nhiễu chế độ nối tiếp làm giảm tốc độ phản hồi của hệ thống.
(2) Bộ lọc nguồn AC: mạng điện hấp thụ nhiều loại nhiễu tần số cao và thấp, thường được sử dụng để triệt tiêu tiếng ồn trộn lẫn với bộ lọc LC nguồn điện.
(3) Bộ lọc nguồn DC: Nguồn điện DC thường được chia sẻ bởi một số mạch. Để tránh nhiễu do một số mạch gây ra thông qua điện trở trong của nguồn điện, nên thêm bộ lọc tách RC hoặc LC vào nguồn điện DC của mỗi mạch để lọc nhiễu tần số thấp.
9. Công nghệ ghép quang điện
Ưu điểm chính của khớp nối quang điện là nó có thể hạn chế hiệu quả xung cực đại và các loại nhiễu khác nhau, nhờ đó tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm trong quá trình truyền tín hiệu được cải thiện đáng kể. Nhiễu nhiễu, mặc dù có dải điện áp lớn nhưng năng lượng rất nhỏ, chỉ có thể tạo thành dòng điện yếu và phần đầu vào bộ ghép quang điện của điốt phát sáng hoạt động trong điều kiện hiện tại, dòng điện dẫn hướng chung là 10 ma ~ 15 ma, vì vậy ngay cả khi có phạm vi nhiễu lớn, nhiễu sẽ không thể cung cấp đủ dòng điện và bị triệt tiêu.
Xem ở đây, tôi tin rằng chúng ta có sự hiểu biết nhất định về các yếu tố gây nhiễu và phương pháp chống nhiễu của cảm biến analog, khi sử dụng cảm biến analog, nếu xảy ra nhiễu, hãy điều tra từng nội dung trên, theo tình hình thực tế để có biện pháp, không được xử lý mù quáng, để tránh làm hỏng cảm biến.
Thời gian đăng: Jan-25-2021
