在传感器的实际应用中,尤其是工业生产上广泛地应用各种传感器及自动检测装置来监视生产的各个环节。在这样的系统中,往往需要用数百个不同的传感器来将各种不同的非电参量转换成电参量 ,供微处理器进行处理。但由于生产现场往往存在大量的干扰源,它们会直接影响到传感器的工作,进而对整个检测系统造成很大影响,因此抗干扰技术是传感器应用系统的一个重要环节 ,是传感器应用电路设计是否成功的关键。
干扰可能来自外部供电电路的电磁干扰,也可能是元器件自身的性能所引起的干扰。其主要干扰源有: 静电感应,电磁感应`漏电流感应\射频干扰及其他干拢等。总的来说可以将传感器的干扰源分为三个部分: a.局部产生 b.子系统内部的耦合c.外部产生(如电源频率的干扰)。正是因为传感器所受干扰源的多种多样性,所以在采取抗干扰措施时应具体问题具体分析,对不同的干扰采取不同的措施是传感器抗干扰的原则。一般从以下几个方面采取抗干扰的措施。
供电系统的抗干扰设计
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、继电接触器等。尖峰干扰可用硬、软件结合的办法来加以抑制。1)用硬件线路抑制尖峰干扰的影响,常用办法主要有三种: a.在仪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;b.在仪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;c.在仪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。
采用硬、软件结合的看门狗(watchdog)技术抑制尖峰脉冲的影响
在定时器定时到来之前,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章, watchdog也就不会起作用。一旦尖峰干扰出现了“ 飞程序",则CPU就不会在定时到来之前访问定时器,定时信号就会出现,从而引起系统复位中断,保证系统的正常工作。
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,而是舍初、次级寄生电容看合的,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,以提高抵抗共模干扰能力。
采用高抗于扰性能的电源
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(电压峰值小于TTL电平)的电压,但干扰脉冲量不变,从而可以提高传感器的抗干扰能力。
