عوامل تداخل موثر بر حسگر آنالوگ و روش های ضد تداخل

سنسورهای آنالوگ به طور گسترده در صنایع سنگین، صنایع سبک، نساجی، کشاورزی، تولید و ساخت و ساز، آموزش زندگی روزمره و تحقیقات علمی و سایر زمینه ها استفاده می شود. سنسور آنالوگ یک سیگنال پیوسته، با ولتاژ، جریان، مقاومت و غیره، اندازه پارامترهای اندازه گیری شده را ارسال می کند. به عنوان مثال، سنسور دما، سنسور گاز، سنسور فشار و غیره سنسور کمیت آنالوگ رایج هستند.

سنسور کمیت آنالوگ نیز هنگام ارسال سیگنال ها با تداخل مواجه می شود که عمدتاً به دلیل عوامل زیر است:

1.تداخل ناشی از الکترواستاتیک

القای الکترواستاتیکی به دلیل وجود ظرفیت انگلی بین دو مدار یا جزء شاخه است، به طوری که بار در یک شاخه از طریق خازن انگلی به شاخه دیگر منتقل می شود که گاهی به عنوان کوپلینگ خازنی نیز شناخته می شود.

2، تداخل القایی الکترومغناطیسی

هنگامی که بین دو مدار القای متقابل وجود دارد، تغییرات جریان در یک مدار از طریق میدان مغناطیسی به مدار دیگر کوپل می شود، پدیده ای که به عنوان القای الکترومغناطیسی شناخته می شود. این وضعیت اغلب در استفاده از سنسورها مواجه می شود، باید توجه ویژه ای به آن شود.

3، آنفولانزای نشت باید تداخل داشته باشد

به دلیل عایق بندی ضعیف براکت قطعه، پست ترمینال، برد مدار چاپی، دی الکتریک داخلی یا پوسته خازن داخل مدار الکترونیکی، به ویژه افزایش رطوبت در محیط کاربردی سنسور، مقاومت عایق مقره کاهش می یابد. سپس جریان نشتی افزایش می یابد و در نتیجه تداخل ایجاد می کند. این اثر به ویژه زمانی جدی است که جریان نشتی به مرحله ورودی مدار اندازه‌گیری می‌رود.

4، تداخل فرکانس رادیویی تداخل

این عمدتاً اختلال ناشی از شروع و توقف تجهیزات بزرگ قدرت و تداخل هارمونیک مرتبه بالا است.

5. سایر عوامل تداخل

این عمدتا به محیط کار ضعیف سیستم مانند شن و ماسه، گرد و غبار، رطوبت بالا، دمای بالا، مواد شیمیایی و سایر محیط های خشن اشاره دارد. در محیط سخت، عملکرد سنسور را به طور جدی تحت تأثیر قرار می دهد، مانند مسدود شدن پروب توسط گرد و غبار، گرد و غبار و ذرات، که بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد. در محیط با رطوبت بالا، بخار آب به داخل حسگر وارد شده و باعث آسیب می شود.
a را انتخاب کنیدمحفظه پروب فولادی ضد زنگکه ناهموار، مقاوم در برابر دما و خوردگی بالا و مقاوم در برابر گرد و غبار و آب برای جلوگیری از آسیب داخلی به سنسور است. اگرچه پوسته پروب ضد آب است، اما بر سرعت پاسخ سنسور تأثیر نمی گذارد و جریان گاز و سرعت تبادل سریع است تا به اثر پاسخ سریع برسد.

از طریق بحث بالا، می دانیم که عوامل تداخل زیادی وجود دارد، اما اینها فقط یک تعمیم هستند، مخصوص یک صحنه، ممکن است نتیجه عوامل تداخل مختلفی باشند. اما این تأثیری بر تحقیقات ما در مورد فناوری ضد پارازیت سنسور آنالوگ ندارد.

فناوری ضد پارازیت سنسور آنالوگ عمدتاً دارای موارد زیر است:

6. فناوری محافظ

ظروف از مواد فلزی ساخته شده اند. مداری که نیاز به حفاظت دارد در آن پیچیده شده است که می تواند به طور موثر از تداخل میدان الکتریکی یا مغناطیسی جلوگیری کند. به این روش محافظ گفته می شود. محافظ را می توان به محافظ الکترواستاتیک، محافظ الکترومغناطیسی و محافظ مغناطیسی با فرکانس پایین تقسیم کرد.

(1) شیدینگ الکترواستاتیک

مس یا آلومینیوم و سایر فلزات رسانا را به عنوان مواد در نظر بگیرید، یک ظرف فلزی دربسته بسازید و با سیم زمین وصل کنید، مقدار مدار محافظت شده را در R قرار دهید تا میدان الکتریکی تداخل خارجی بر مدار داخلی تأثیر نگذارد. و بالعکس، میدان الکتریکی تولید شده توسط مدار داخلی بر مدار خارجی تاثیری نخواهد داشت. این روش محافظ الکترواستاتیک نامیده می شود.

(2) محافظ الکترومغناطیسی

برای میدان مغناطیسی تداخل فرکانس بالا، از اصل جریان گردابی استفاده می شود تا میدان الکترومغناطیسی تداخل فرکانس بالا، جریان گردابی را در فلز محافظ ایجاد کند، که انرژی میدان مغناطیسی تداخلی را مصرف می کند، و میدان مغناطیسی جریان گردابی، جریان گردابی بالا را خنثی می کند. میدان مغناطیسی تداخل فرکانس، به طوری که مدار محافظت شده از تأثیر میدان الکترومغناطیسی فرکانس بالا محافظت می شود. این روش محافظ، محافظ الکترومغناطیسی نامیده می شود.

（3） محافظ مغناطیسی فرکانس پایین

اگر میدان مغناطیسی با فرکانس پایین باشد، پدیده جریان گردابی در این زمان مشخص نیست و تنها با استفاده از روش فوق، اثر ضد تداخل چندان خوب نیست. بنابراین، مواد رسانایی مغناطیسی بالا باید به عنوان لایه محافظ استفاده شود تا خط القاء مغناطیسی با تداخل فرکانس پایین در داخل لایه محافظ مغناطیسی با مقاومت مغناطیسی کوچک محدود شود. مدار محافظت شده از تداخل جفت مغناطیسی فرکانس پایین محافظت می شود. این روش محافظ معمولاً به عنوان محافظ مغناطیسی با فرکانس پایین شناخته می شود. پوسته آهنی ابزار تشخیص سنسور به عنوان یک سپر مغناطیسی با فرکانس پایین عمل می کند. اگر بیشتر زمین شود، نقش محافظ الکترواستاتیک و محافظ الکترومغناطیسی را نیز ایفا می کند.

7. تکنولوژی زمین

این یکی از تکنیک های موثر برای سرکوب تداخل و تضمین مهم فناوری محافظ است. اتصال زمین صحیح می تواند به طور موثر تداخل خارجی را سرکوب کند، قابلیت اطمینان سیستم تست را بهبود بخشد و عوامل تداخل تولید شده توسط خود سیستم را کاهش دهد. هدف از اتصال به زمین دو مورد است: ایمنی و سرکوب تداخل. بنابراین، زمین به زمین حفاظتی، زمین محافظ و زمین سیگنال تقسیم می شود. به منظور ایمنی، بدنه و شاسی دستگاه اندازه گیری سنسور باید به زمین متصل شود. زمین سیگنال به زمین سیگنال آنالوگ و زمین سیگنال دیجیتال تقسیم می شود، سیگنال آنالوگ به طور کلی ضعیف است، بنابراین نیازهای زمین بالاتر است. سیگنال دیجیتال به طور کلی قوی است، بنابراین نیازهای زمین می تواند کمتر باشد. شرایط مختلف تشخیص سنسور نیز در مسیر رسیدن به زمین الزامات متفاوتی دارند و باید روش اتصال زمین مناسب انتخاب شود. روش های متداول اتصال زمین شامل زمین یک نقطه ای و زمین چند نقطه ای می باشد.

(1) زمین یک نقطه ای

در مدارهای فرکانس پایین عموماً استفاده از زمین یک نقطه ای توصیه می شود که دارای یک خط زمین شعاعی و یک خط اتصال باس باشد. اتصال زمین رادیولوژیکی به این معنی است که هر مدار عملکردی در مدار مستقیماً توسط سیم به نقطه مرجع پتانسیل صفر متصل می شود. اتصال به زمین شین به این معنی است که از هادی های با کیفیت بالا با سطح مقطع مشخص به عنوان شین اتصال به زمین استفاده می شود که مستقیماً به نقطه پتانسیل صفر متصل می شود. زمین هر بلوک عملکردی در مدار را می توان به باس مجاور متصل کرد. حسگرها و دستگاه های اندازه گیری یک سیستم تشخیص کامل را تشکیل می دهند، اما ممکن است از هم دور باشند.

(2) زمین چند نقطه ای

مدارهای فرکانس بالا معمولاً برای استفاده از زمین چند نقطه ای توصیه می شوند. فرکانس بالا، حتی یک دوره کوتاه زمین، افت ولتاژ امپدانس بیشتری خواهد داشت، و اثر ظرفیت پراکنده، اتصال زمین یک نقطه ای غیرممکن است، بنابراین می توان از روش زمینی نوع تخت، یعنی راه زمین چند نقطه ای، با استفاده از یک رسانا خوب به صفر استفاده کرد. نقطه مرجع بالقوه در بدنه هواپیما، مدار فرکانس بالا برای اتصال به صفحه رسانای نزدیک بدنه. از آنجا که امپدانس فرکانس بالا بدنه صفحه رسانا بسیار کوچک است، پتانسیل یکسان در هر مکان اساسا تضمین شده است و خازن بای پس برای کاهش افت ولتاژ اضافه می شود. بنابراین، این وضعیت باید حالت زمین چند نقطه ای را اتخاذ کند.

8.تکنولوژی فیلتر کردن

فیلتر یکی از ابزارهای موثر برای سرکوب تداخل حالت سریال AC است. مدارهای فیلتر رایج در مدار تشخیص سنسور شامل فیلتر RC، فیلتر برق AC و فیلتر برق جریان واقعی است.
(1) فیلتر RC: هنگامی که منبع سیگنال یک سنسور با تغییر سیگنال آهسته مانند ترموکوپل و گیج کرنش است، فیلتر غیرفعال RC با حجم کم و هزینه کم اثر بازدارندگی بهتری بر تداخل حالت سری خواهد داشت. البته باید توجه داشت که فیلترهای RC تداخل حالت سری را به قیمت سرعت پاسخگویی سیستم کاهش می دهند.
(2) فیلتر برق AC: شبکه برق انواع نویزهای فرکانس بالا و پایین را جذب می کند که معمولاً برای سرکوب نویز مخلوط با فیلتر LC منبع تغذیه استفاده می شود.

(3) فیلتر برق DC: منبع تغذیه DC اغلب توسط چندین مدار مشترک است. برای جلوگیری از تداخل ناشی از چندین مدار از طریق مقاومت داخلی منبع تغذیه، فیلتر جداکننده RC یا LC باید به منبع تغذیه DC هر مدار اضافه شود تا نویز فرکانس پایین را فیلتر کند.

9. تکنولوژی کوپلینگ فوتوالکتریک
مزیت اصلی کوپلینگ فوتوالکتریک این است که می تواند به طور موثر پالس پیک و انواع تداخل نویز را مهار کند، به طوری که نسبت سیگنال به نویز در فرآیند انتقال سیگنال بسیار بهبود می یابد. سر و صدای تداخل، اگرچه محدوده ولتاژ زیادی وجود دارد، اما انرژی بسیار کوچک است، فقط می تواند جریان ضعیفی را تشکیل دهد، و قسمت ورودی جفت فوتوالکتریک دیود ساطع کننده نور در شرایط فعلی کار می کند، جریان الکتریکی راهنمای کلی 10 میلی آمپر تا 15 ma، بنابراین حتی اگر محدوده وسیعی از تداخل وجود داشته باشد، تداخل قادر به ارائه جریان کافی و سرکوب نخواهد بود.
اینجا را ببینید، من معتقدم که ما درک خاصی از عوامل تداخل سنسور آنالوگ و روش‌های ضد تداخل داریم، در هنگام استفاده از سنسور آنالوگ، در صورت وقوع تداخل، با توجه به مطالب فوق یک به یک بررسی، با توجه به وضعیت واقعی به برای جلوگیری از آسیب به سنسور، اقدامات لازم را انجام دهید.