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1、工控员培训,传感器与检测技术,主讲教师包头钢铁职业技术学院徐桂岩,削弱信号中的多余内容；滤出混杂的噪声和干扰；或者将信号变换成容易处理、传输、分析与识别的形式，以便后续的其它处理。下面的示意图说明了信号处理的概念。,信号的处理,信号的处理（抗干扰技术）,抗干扰的基本措施,把消除或削弱各种干扰影响的全部技术措施，总称为抗干扰技术或称为防护。通常抗干扰技术包括：屏蔽技术、隔离技术、接地技术、滤波技术、零点漂移处理,1、屏蔽技术,屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。,屏蔽一般分为三种：静电屏蔽、电磁屏蔽和低频磁屏蔽。,(1)静电屏蔽：
2、用导体做成的屏蔽外壳处于外电场时，由于壳内的场强为零，可使放置其内的电路不受外界电场的干扰；或者将带电体放入接地的导体外壳内，则壳内电场不能穿透到外部。使用静电屏蔽技术时，应注意屏蔽体必须接地。(2)电磁屏蔽：是用一定厚度的导电良好的金属材料做成的屏蔽层外壳，利用高频干扰电磁场在屏蔽金属内产生的涡流，再利用涡流磁场抵消高频干扰磁场的影响，从而达到抗高频电磁场干扰的效果。电磁屏蔽依靠涡流产生作用，因此必须用良导体如铜、铝等做屏蔽层。将电磁屏蔽妥善接地后，其具有电场屏蔽和磁场屏蔽两种功能。,屏蔽一般分为三种：静电屏蔽、磁屏蔽和低频电磁屏蔽。,(3)低频磁屏蔽：是用一定厚度的铁磁材料做成外壳，将仪表
3、置于其内。由于磁力线很少能穿入壳内，可使仪表少受外部杂散磁场的影响。要选相对磁导率大的材料，同时，壳壁越厚，磁阻小，壳内的磁场越弱。,2.接地技术,接地技术的目的：一是安全性；二是抗干扰。,检测系统接地技术 信号地线包括：模拟信号地 数字信号地 电源地 接 地 类 型：安全接地 信号接地 屏蔽接地,3、隔离技术,隔离技术是抑制干扰的有效手段之一。隔离的目的是破坏干扰途径，切断干扰源与信号的通道。隔离技术：空间隔离 器件性隔离。,隔离变压器：两端接地的系统，地电位差通过地环回路对检测系统形成干扰。减小或消除类似这种干扰的一种方法是在信号传输通道中接入一个变压器。变压器隔离法适用于传输交变信号的电
4、路噪声抑制。光电耦合器隔离：在电路上接入一个光电耦合器，即用一个光电耦合器代替变压器，用光作为信号传输的媒介，则两个电路之间既没有电耦合，也没有磁耦合，切断了电和磁的干扰耦合通道，从而抑制了干扰。一般光电耦合器广泛用于数字接口电路中的噪声抑制。继电器隔离：继电器的线圈和触点之间无电气连接。由原始信号控制继电器的线圈，再由触点引出信号实施控制。,1)硬件滤波 共模干扰并不直接对电路引起干扰，而是通过输入信号回路的不平衡转换成串模干扰来影响电路的。对信号进行滤波是抑制串模干扰的常用方法之一。根据串模干扰的频率与被测信号频率的分布特性，选用低通、高通或带通滤波器等。滤波器有两种，一是由电阻、电容、电
5、感构成的无源滤波器，二是基于反馈式运算放大器的有源滤波器。一般串模干扰的频率比实际信号大，因此可采用无源阻容低通滤波器或有源低通滤波器。,4.滤波技术,2)软件滤波 由于经济和技术等因素，干扰不可能通过硬件措施完全消除掉，在信号数据进入计算机正式使用之前，经过软件抗干扰会取得更好的抗干扰效果。软件抗干扰通常是采用数字滤波方法，在检测系统中，比较常用的数字滤波方法如下。(1)最小二乘滤波可滤除正态分布的零均值随机干扰。本方法是对某一测量值连续采样数次，取其平均值作为本次测试值。,就是利用数学方法通过数学运算对收入的数据进行处理的一种方法。变化率限幅滤波法；递推平均滤波；（算术平均滤波）加权递推平均滤波；中位值法滤波。,5.信号的数字化滤波处理,6.信号的零点漂移处理,
