模拟驾驶器

模拟传感器的抗干扰措施来源：测试仪器网 摘要：本文分析了影响模拟传感器小信号处理精度的干扰根源、干扰种类以及干扰现象，给出了实际应用中的各种抗干扰措施。 关键词：模拟传感器；小信号处理；抗干扰措施 一、前言 模拟传感器的应用非常广泛，不论是在工业、农业、国防建设，还是在日常生活、教育事业以及科学研究等领域，处处可见模拟传感器的身影。但在模拟传感器的设计和使用中，都有一个如何使其测量精度达到最高的问题。而众多的干扰一直影响着传感器的测量精度，如：现场大耗能设备多，特别是大功率感性负载的启停往往会使电网产生几百伏甚至几千伏的尖脉冲干扰；工业电网欠压或过压（涉县钢铁厂供电电压在160V～310V波动），常常达到额定电压的35％左右，这种恶劣的供电有时长达几分钟、几小时，甚至几天；各种信号线绑扎在一起或走同一根多芯电缆，信号会受到干扰，特别是信号线与交流动力线同走一个长的管道中干扰尤甚；多路开关或保持器性能不好，也会引起通道信号的窜扰；空间各种电磁、气象条件、雷电甚至地磁场的变化也会干扰传感器的正常工作；此外，现场温度、湿度的变化可能引起电路参数发生变化，腐蚀性气体、酸碱盐的作用，野外的风沙、雨淋，甚至鼠咬虫蛀等都会影响传感器的可靠性。模拟传感器输出的一般都是小信号，都存在小信号放大、处理、整形以及抗干扰问题，也就是将传感器的微弱信号精确地放大到所需要的统一标准信号(如1VDC～5VDC或4mADC～20mADC)，并达到所需要的技术指标。这就要求设计制作者必须注意到模拟传感器电路图上未表示出来的某些问题，即抗干扰问题。只有搞清楚模拟传感器的干扰源以及干扰作用方式，设计出消除干扰的电路或预防干扰的措施，才能达到应用模拟传感器的最佳状态。 二、干扰源、干扰种类及干扰现象 传感器及仪器仪表在现场运行所受到的干扰多种多样，具体情况具体分析，对不同的干扰采取不同的措施是抗干扰的原则。这种灵活机动的策略与普适性无疑是矛盾的，解决的办法是采用模块化的方法，除了基本构件外，针对不同的运行场合，仪器可装配不同的选件以有效地抗干扰、提高可靠性。在进一步讨论电路元件的选择、电路和系统应用之前，有必要分析影响模拟传感器精度的干扰源及干扰种类。 1、主要干扰源 （1）静电感应 静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，因此又称电容性耦合。 （2）电磁感应 当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路，这一现象称为电磁感应。例如变压器及线圈的漏磁、通电平行导线等。 （3）漏电流感应 由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良，特别是传感器的应用环境湿度较大，绝缘体的绝缘电阻下降，导致漏电电流增加就会引起干扰。尤其当漏电流流入测量电路的输入级时，其影响就特别严重。 （4）射频干扰 主要是大型动力设备的启动、操作停止的干扰和高次谐波干扰。 如可控硅整流系统的干扰等。 （5）其他干扰 现场安全生产监控系统除了易受以上干扰外，由于系统工作环境较差，还容易受到机械干扰、热干扰及化学干扰等。 2、干扰的种类 （1）常模干扰 常模干扰是指干扰信号的侵入在往返2条线上是一致的。常模干扰来源一般是周围较强的交变磁场，使仪器受周围交变磁场影响而产生交流电动势形成干扰，这种干扰较难除掉。 （2）共模干扰 共模干扰是指干扰信号在2条线上各流过一部分，以地为公共回路，而信号电流只在往返2个线路中流过。共模干扰的来源一般是设备对地漏电、地电位差、线路本身具有对地干扰等。由于线路的不平衡状态，共模干扰会转换成常模干扰，就较难除掉了。 （3）长时干扰 长时干扰是指长期存在的干扰，此类干扰的特点是干扰电压长期存在且变化不大，用检测仪表很容易测出，如电源线或邻近动力线的电磁干扰都是连续的交流50Hz工频干扰。 （4）意外的瞬时干扰 意外瞬时干扰主要在电气设备操作时发生，如合闸或分闸等，有时也在伴随雷电发生或无线电设备工作瞬间产生。 干扰可粗略地分为3个方面： （a）局部产生（即不需要的热电偶）； （b）子系统内部的耦合(即地线的路径问题)； （c）外部产生（Bp电源频率的干扰）。 3、干扰现象 在应用中，常会遇到以下几种主要干扰现象： （1）发指令时，电机无规则地转动； （2）信号等于零时，数字显示表数值乱跳； （3）传感器工作时，其输出值与实际参数所对应的信号值不吻合，且误差值是随机的、无规律的； （4）当被测参数稳定的情况下，传感器输出的数值与被测参数所对应的信号数值的差值为一稳定或呈周期性变化的值； （5）与交流伺服系统共用同一电源的设备(如显示器等)工作不正常。 干扰进入定位控制系统的渠道主要有两类：信号传输通道干扰，干扰通过与系统相联的信号输入通道、输出通道进入；供电系统干扰。 信号传输通道是控制系统或驱动器接收反馈信号和发出控制信号的途径，因为脉冲波在传输线上会出现延时、畸变、衰减与通道干扰，所以在传输过程中，长线的干扰是主要因素。任何电源及输电线路都存在内阻，正是这些内阻才引起了电源的噪声干扰，如果没有内阻，无论何种噪声都会被电源短路吸收，线路中也不会建立起任何干扰电压；此外，交流伺服系统驱动器本身也是较强的干扰源，它可以通过电源对其它设备进行干扰。

显示与人机接口。其中前两个部分决定了示波器绝大部分性能指标，也是示波器的核心所在。 　　带宽与模拟前端带宽，是选择示波器时最基本的参数，从2004年的30GHz问世，到45GHz的出现，这期间等待了5年，而到60GHz示波器的出现只有短短的3年，而最近的12个月里，示波器三强纷纷更新了自己的最顶级配置示波器，一切仿佛对2002-2004年示波器性能军备竞赛的翻拍。就在今年4月，力科从2004年开始拥有了多年的数字示波器带宽性能之最的皇冠被安捷伦占据，安捷伦的Infiniium 90000Q最高带宽做到了63GHz，超过了力科LabMaster10Zi的60GHz。当两家主要竞争对手都推出60GHz级别的示波器之后，下一步，我们期待泰克科技如何应对。决定带宽的关键是示波器的模拟前端，包括衰减器, 放大器和相关电路，是被测信号进入示波器的大门，示波器的测试信号带宽很多情况下都是由模拟前端的带宽决定的，也就是直接影响了示波器的本底噪声和量程。模拟前端的设计工作在示波器的硬件设计工作当中，实际上占据了一半以上的工作量，并且在很大程度上最终决定了示波器的硬件性能。对于模拟前端来说，其影响示波器的主要性能指标包括：● 模拟带宽，包括对被测信号幅频响应特性，在时域上表现为上升时间指标和过冲性能指标;● 输入信号幅度动态范围(非数字处理的最小垂直灵敏度到最大垂直灵敏度的范围);● 直流增益精度和偏移精度两个指标的初始误差特性和温度漂移特性;● 输入阻抗特性(电阻并联寄生电容)影响在带探头或不带探头情况下对被测电路的影响。如果给示波器的模拟前端设计在整个的硬件设计中的重要地位做一个形象的比喻，模拟前端的作用类似于照相机的镜头。很多摄影发烧友在使用单反相机，一个很重要的原因是单反相机的镜头有更好的光学特性。类似的道理，模拟前端对输入信号进行衰减放大和信号调理，系统噪声也会被放大。如果示波器的模拟前端设计差，系统噪声大，希望测试的微小信号将无法捕获;如果在频域观测，这些噪声将使信噪比下降，底噪升高。如果信号通路间的隔离度不够，其他通道的信号将对被测信号造成较大的干扰。同时，模拟前端的线性度和抗饱和能力也十分重要。

便携式人工模拟降雨器说明:整体有二大部分组成分为：管路系统方案、降雨模拟系统方案。一.管路系统方案：可以使得有效降雨面积在30平米任意拼接,成长方型架构.建议降雨面积成长方型5*6米标准径流场上使用构制。可适应于任何坡度的使用.二. 是指在实验区建成降雨区，降雨区为了有效的保证达了下垫面的实验得以完成，30平米,降雨高度为4米。三.指标如下: （1）、有效降雨面积：30平米（2）、降雨高度： 4m（3）、雨强连续变化范围：20～150mm/h（4）、降雨均匀度系数： 大于0.8（5）、雨滴大小调控范围：1.7～2.8mm（6）、降雨历时： 任意（7）、降雨测量精度：0.01mm/h（8）、降雨调节精度：7mm/h