6.2 抗电磁干扰技术（课件）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版—第2版）

6.2 抗电磁干扰技术 传感器及应用 第一章 常用低压电器 1 学习目标 知识目标 熟悉和掌握抗电磁干扰技术。 能力目标 理解和运用抑制电磁干扰的基本措施、屏蔽技术以及接地技术等内容进行掌握。 情感目标 注重基本概念、基本原理、基本方法的阐述，并考虑中等职业教育的特点，避免了理论推导，增强了实际应用等方面的知识。 新课导入 思考：分小组总结其他抗电磁干扰技术。 新知学习 一 、抑制电磁干扰的基本措施 电磁干扰的形成必须同时具备三要素，即干扰源、干扰途径以及对噪声敏感性较高的接收 电路——检测装置的前级电路。三者之间的关系示于图6-1 中。 新知学习 要想抑制电磁干扰，首先应对电磁干扰有全面而深入的了解，然后从形成电磁干扰的三要 素出发，在三个方面采取措施。 一 、抑制电磁干扰的基本措施 2. 破坏干扰途径 根据经验，高输入阻抗电路比低输入阻抗电路易受干扰；布局松散的电子装置比结构紧凑 的电子装置更易受外来干扰；模拟电路比数字电路的抗干扰能力差。 3. 削弱接收电路对干扰信号的敏感性 消除干扰源乃是积极主动的措施，继电器、接触器、断路器等的电触点，在通断电时产生 的电火花是较强的干扰源，可以采取触点消弧电容等措施。 1. 消除或抑制干扰源 对于以“路”的形式进入的干扰，可以采取提高绝缘性能的办法来抑制漏电流干扰 新知学习 消除干扰源乃是积极主动的措施，继电器、接触器、断路器等的电触点，在通断电时产生 的电火花是较强的干扰源，可以采取触点消弧电容等措施。接插件接触不良，电路接头松脱、 虚焊等也是造成干扰的原因，对于这类可以消除的干扰源要尽可能消除。对难以消除或不能消 除的干扰源，例如某些自然现象的干扰、邻近工厂的用电设备的干扰等，就必须采取防护措施 来抑制干扰源。 1. 消除或抑制干扰源 一 、抑制电磁干扰的基本措施 新知学习 ① 对于以“路”的形式进入的干扰，可以采取提高绝缘性能的办法来抑制漏电流干扰； 采用隔离变压器、光电耦合器等来切断大地环路的干扰途径；引用滤波器、扼流圈等技术将干 扰信号除去；改变接地形式以消除共阻抗耦合干扰等。对于数字信号可采用整形、限幅等信号 处理方法切断干扰途径。 ② 对于以“场”的形式进入的干扰， 一般采取各种屏蔽措施。 2. 破坏干扰途径 一 、抑制电磁干扰的基本措施 新知学习 由此可见，电路设计、系 统结构等都与干扰的形成有着密切关系。因此，系统布局应合理，且设计电路时应采用对干扰 信号敏感性差的电路。 3. 削弱接收电路对干扰信号的敏感性 一 、抑制电磁干扰的基本措施 新知学习 根据电学原理，在静电场中，密闭的空心导体内部无电力线，亦即内部各点等电位。静电 屏蔽就利用这个原理，以铜或铝等导电性良好的金属为材料，制作封闭的金属容器，并与地线 连接，把需要屏蔽的电路置于其中，使外部干扰电场的电力线不影响其内部的电路，反过来， 内部电路产生的电力线也无法去影响外电路。 1.静电屏蔽 二、 屏蔽技术 新知学习 电磁屏蔽也是采用导电性良好的金属材料作屏蔽罩，利用电涡流原理，使高频干扰电磁场 在屏蔽金属内产生电涡流，消耗干扰磁场的能量，并利用涡流磁场抵消高频干扰磁场，从而使 电磁屏蔽层内部的电路免受高频电磁场的影响。 若将电磁屏蔽层接地，则同时兼有静电屏蔽作用。通常使用的铜质网状屏蔽电缆就能同时 起电磁屏蔽和静电屏蔽的作用。 2.电磁屏蔽 二、 屏蔽技术 新知学习 在低频磁场中，电涡流作用不太明显，因此必须采用高导磁材料作屏蔽层，以便将低频干 扰磁力线限制在磁阻很小的磁屏蔽层内部，使低频磁屏蔽层内部的电路免受低频磁场耦合干扰 的影响。在干扰严重的地方常使用复合屏蔽电缆，其最外层是低磁导率、高饱和的铁磁材料， 最里层是铜质电磁屏蔽层，以便一步步地消耗掉干扰磁场的能量。 3. 低频磁屏蔽 二、 屏蔽技术 新知学习 三、接地技术 1. 地线的种类 导线接地起源于强电技术，它的本意是接大 地，主要着眼于安全。这种地线也称为“保安地 线”。图是电气设备接大地的示意图。对于仪 器、通信、计算机等所应用的电子技术来说，“地 线”多是指电信号的基准，也称为“公共参考端”,它除了作为各级电路的电流通道之外，还是保证电路工作稳定、抑制干扰的重要环节。 新知学习 三、接地技术 1. 地线的种类 01 02 03 04 (1)模拟信号地线 它是模拟信号的零电位公共线，因为模拟信号有时较弱，易受干扰， 所以对模拟信号地线的面积、走向、连接有较高的要求。 (2)数字信号地线 它是数字信号的零电平公共线。由于数字信号处于脉冲工作状态， 动态脉冲电流在接地阻抗上产生的压降往往成为微弱模拟信号的干扰源，为了避免数字信号对 模拟信号的干扰，两者的地线应分别设置为宜。 (3)信号源地线 传感器可看作是测量装置的信号源，通常传