גורמי הפרעה המשפיעים על חיישן אנלוגי ושיטות נגד הפרעות

חיישנים אנלוגיים נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה כבדה, תעשייה קלה, טקסטיל, חקלאות, ייצור ובנייה, חינוך חיי יומיומי ומחקר מדעי, ותחומים אחרים. חיישן אנלוגי שולח אות רציף, עם מתח, זרם, התנגדות וכו', בגודל הפרמטרים הנמדדים. לדוגמה, חיישן טמפרטורה、חיישן גז、חיישן לחץ וכן הלאה הם חיישן כמות אנלוגי נפוצים.

חיישן כמות אנלוגי יתקל גם בהפרעות בעת שידור אותות, בעיקר בשל הגורמים הבאים:

1. הפרעות הנגרמות אלקטרוסטטית

אינדוקציה אלקטרוסטטית נובעת מקיומו של קיבול טפילי בין שני מעגלים או רכיבים ענפים, כך שהמטען בענף אחד מועבר לענף אחר באמצעות הקיבול הטפילי, המכונה לעיתים גם צימוד קיבולי.

2, הפרעות אינדוקציה אלקטרומגנטיות

כאשר יש השראות הדדית בין שני מעגלים, שינויים בזרם במעגל אחד מחוברים לשני באמצעות שדה מגנטי, תופעה המכונה אינדוקציה אלקטרומגנטית. מצב זה נתקל לעתים קרובות בשימוש בחיישנים, צריך לשים לב במיוחד.

3, שפעת דליפה צריכה להפריע

בשל הבידוד הלקוי של תושבת הרכיב, עמוד המסוף, המעגל המודפס, הדיאלקטרי הפנימי או מעטפת הקבל בתוך המעגל האלקטרוני, במיוחד הגברת הלחות בסביבת היישום של החיישן, התנגדות הבידוד של המבודד יורדת, ו אז זרם הדליפה יגדל, ובכך יגרום להפרעות. ההשפעה חמורה במיוחד כאשר זרם הדליפה זורם לשלב הקלט של מעגל המדידה.

4, הפרעות בתדר רדיו

זוהי בעיקר ההפרעה הנגרמת מההתחלה והעצירה של ציוד כוח גדול והפרעות הרמוניות מסדר גבוה.

5. גורמי הפרעה אחרים

זה מתייחס בעיקר לסביבת העבודה הירודה של המערכת, כגון חול, אבק, לחות גבוהה, טמפרטורה גבוהה, חומרים כימיים וסביבה קשה אחרת. בסביבה הקשה, זה ישפיע ברצינות על תפקודי החיישן, כגון הגשושית חסומה על ידי אבק, אבק וחלקיקים, מה שישפיע על דיוק המדידה. בסביבת לחות גבוהה, סביר להניח שאדי מים ייכנסו אל פנים החיישן ויגרמו נזק.
בחר אבית בדיקה מנירוסטה, שהוא מחוספס, עמיד בטמפרטורה גבוהה וקורוזיה, ועמיד בפני אבק ומים כדי למנוע נזק פנימי לחיישן. למרות שמעטפת הגשושית עמידה למים, היא לא תשפיע על מהירות התגובה של החיישן, ומהירות זרימת הגז ומהירות ההחלפה מהירה, כדי להשיג את האפקט של תגובה מהירה.

דרך הדיון לעיל, אנו יודעים שישנם גורמי הפרעה רבים, אך אלו הם רק הכללה, ספציפית לסצנה, עשויה להיות תוצאה של מגוון גורמי הפרעה. אבל זה לא משפיע על המחקר שלנו על טכנולוגיית חיישן אנלוגי נגד שיבוש.

טכנולוגיית חיישן אנלוגי נגד חסימה כוללת בעיקר את הדברים הבאים:

6. טכנולוגיית מגן

מיכלים עשויים מחומרי מתכת. המעגל הזקוק להגנה עטוף בו, מה שיכול למעשה למנוע הפרעות של שדה חשמלי או מגנטי. שיטה זו נקראת מיגון. ניתן לחלק את המיגון למיגון אלקטרוסטטי, מיגון אלקטרומגנטי ומיגון מגנטי בתדר נמוך.

（1）הסכה אלקטרוסטטית

קח נחושת או אלומיניום ומתכות מוליכות אחרות כחומרים, צור מיכל מתכת סגור, והתחבר עם חוט ההארקה, שים את ערך המעגל שיש להגן ב-R, כך שהשדה החשמלי ההפרעה החיצונית לא ישפיע על המעגל הפנימי, ולהפך, השדה החשמלי שנוצר על ידי המעגל הפנימי לא ישפיע על המעגל החיצוני. שיטה זו נקראת מיגון אלקטרוסטטי.

（2） מיגון אלקטרומגנטי

עבור השדה המגנטי של הפרעות בתדר גבוה, העיקרון של זרם מערבולת משמש כדי לגרום לשדה האלקטרומגנטי של הפרעות בתדר גבוה ליצור זרם מערבולת במתכת הממוגנת, אשר צורך את האנרגיה של השדה המגנטי ההפרעה, והשדה המגנטי של זרם המערבולת מבטל את השדה המגנטי הגבוה. שדה מגנטי של הפרעות תדר, כך שהמעגל המוגן מוגן מהשפעת השדה האלקטרומגנטי בתדר גבוה. שיטת מיגון זו נקראת מיגון אלקטרומגנטי.

（3） מיגון מגנטי בתדר נמוך

אם מדובר בשדה מגנטי בתדר נמוך, תופעת זרם המערבולת אינה ברורה בשלב זה, והאפקט נגד הפרעות אינו טוב במיוחד רק באמצעות השיטה הנ"ל. לכן, יש להשתמש בחומר מוליכות מגנטית גבוהה כשכבת המיגון, כדי להגביל את קו האינדוקציה המגנטי של הפרעות בתדר נמוך בתוך שכבת המיגון המגנטי עם התנגדות מגנטית קטנה. המעגל המוגן מוגן מפני הפרעות צימוד מגנטי בתדר נמוך. שיטת מיגון זו מכונה בדרך כלל מיגון מגנטי בתדר נמוך. מעטפת הברזל של מכשיר זיהוי החיישן פועלת כמגן מגנטי בתדר נמוך. אם הוא מקורקע יותר, הוא ממלא גם את התפקיד של מיגון אלקטרוסטטי ומיגון אלקטרומגנטי.

7. טכנולוגיית הארקה

זוהי אחת הטכניקות היעילות לדיכוי הפרעות והערובה החשובה של טכנולוגיית המיגון. הארקה נכונה יכולה למעשה לדכא הפרעות חיצוניות, לשפר את האמינות של מערכת הבדיקה ולהפחית את גורמי ההפרעות שנוצרו על ידי המערכת עצמה. מטרת ההארקה היא כפולה: בטיחות ודיכוי הפרעות. לכן, הארקה מחולקת להארקת מגן, הארקת מיגון והארקת אות. למטרת בטיחות, המעטפת והשלדה של מכשיר מדידת החיישן צריכים להיות מוארקים. קרקע האות מחולקת לקרקע אות אנלוגי וקרקע אות דיגיטלית, האות האנלוגי בדרך כלל חלש, כך שדרישות הקרקע גבוהות יותר; האות הדיגיטלי הוא בדרך כלל חזק, כך שדרישות הקרקע יכולות להיות נמוכות יותר. גם לתנאי זיהוי חיישנים שונים יש דרישות שונות בדרך לקרקע, ויש לבחור את שיטת ההארקה המתאימה. שיטות הארקה נפוצות כוללות הארקה חד נקודתית והארקה מרובת נקודות.

(1) הארקה בנקודה אחת

במעגלים בתדר נמוך, מומלץ בדרך כלל להשתמש בהארקה נקודתית אחת, בעלת קו הארקה רדיאלי וקו הארקה של אוטובוס. הארקה רדיולוגית פירושה שכל מעגל פונקציונלי במעגל מחובר ישירות לנקודת הייחוס של אפס פוטנציאל באמצעות חוטים. הארקת פס רשת פירושה שמוליכים איכותיים בעלי שטח חתך מסוים משמשים כאוטובוס הארקה, המחובר ישירות לנקודת אפס פוטנציאל. ניתן לחבר את הארקה של כל בלוק פונקציונלי במעגל לאוטובוס הסמוך. חיישנים ומכשירי מדידה מהווים מערכת זיהוי שלמה, אך הם עשויים להיות רחוקים זה מזה.

(2) הארקה מרובה נקודות

מעגלים בתדר גבוה מומלץ בדרך כלל לאמץ הארקה מרובת נקודות. בתדר גבוה, אפילו תקופה קצרה של הארקה תהיה נפילת מתח עכבה גדולה יותר, והשפעה של קיבול מבוזר, הארקה חד-נקודתית בלתי אפשרית, לכן ניתן להשתמש בשיטת הארקה שטוחה, כלומר דרך הארקה רב-נקודתית, באמצעות מוליך טוב לאפס נקודת התייחסות פוטנציאלית על גוף המטוס, מעגל התדר הגבוה לחיבור למישור המוליך הסמוך על הגוף. מכיוון שעכבת התדר הגבוהה של גוף המטוס המוליך היא קטנה מאוד, אותו פוטנציאל בכל מקום מובטח בעצם, ומתווסף הקבל המעקף כדי להפחית את מפל המתח. לכן, מצב זה צריך לאמץ את מצב הארקה מרובה נקודות.

8.טכנולוגיית סינון

מסנן הוא אחד האמצעים היעילים לדיכוי הפרעות במצב טורי AC. מעגלי המסנן הנפוצים במעגל זיהוי החיישנים כוללים מסנן RC, מסנן מתח AC ומסנן כוח זרם אמיתי.
(1) מסנן RC: כאשר מקור האות הוא חיישן עם שינוי אות איטי כמו צמד תרמי ומד מתח, למסנן RC פסיבי עם נפח קטן ועלות נמוכה תהיה השפעה מעכבת טובה יותר על הפרעות במצב סדרה. עם זאת, יש לציין שמסנני RC מפחיתים הפרעות במצב סדרתי על חשבון מהירות התגובה של המערכת.
(2) מסנן מתח AC: רשת החשמל סופגת מגוון רחב של רעשים בתדר גבוה ונמוך, המשמש בדרך כלל כדי לדכא את הרעש המעורב עם מסנן LC של ספק הכוח.

(3) מסנן מתח DC: ספק כוח DC משותף לרוב למספר מעגלים. על מנת להימנע מהפרעות הנגרמות על ידי מספר מעגלים דרך ההתנגדות הפנימית של ספק הכוח, יש להוסיף מסנן ניתוק RC או LC לאספקת החשמל DC של כל מעגל כדי לסנן רעשים בתדר נמוך.

9. טכנולוגיית צימוד פוטו-אלקטרי
היתרון העיקרי של צימוד פוטואלקטרי הוא בכך שהוא יכול לרסן ביעילות את דופק השיא וכל מיני הפרעות רעש, כך שיחס האות לרעש בתהליך העברת האות משתפר מאוד. רעש הפרעות, למרות שיש טווח מתח גדול, אבל האנרגיה קטנה מאוד, יכולה ליצור רק זרם חלש, וחלק הקלט של המצמד הפוטואלקטרי של דיודה פולטת אור עובד בתנאי זרם, זרם חשמלי מנחה כללי של 10 מא ~ 15 מא, כך שגם אם יש טווח גדול של הפרעות, ההפרעה לא תוכל לספק מספיק זרם ומדוכאת.
ראה כאן, אני מאמין שיש לנו הבנה מסוימת של גורמי ההפרעה של החיישן האנלוגי ושיטות האנטי-הפרעות, בעת שימוש בחיישן האנלוגי, אם התרחשות ההפרעה, על פי התוכן לעיל, אחד אחד, בהתאם למצב בפועל. לנקוט באמצעים, אסור לעוור עיבוד, כדי למנוע נזק לחיישן.