大國匠芯:國產(chǎn)壓力變送器的可靠性分析及抗干擾設計 |
信息來(lái)源: 國產(chǎn)變送器 | 2019-11-06 點(diǎn)擊量: 4202 |
在國產(chǎn)壓力變送器安裝運行初期即~時(shí)間內,國產(chǎn)壓力變送器可靠性較差。分析可知,此時(shí)之所以出現故障,多是設計與生產(chǎn)工藝不當造成的。在設計時(shí),元件的選用、邏輯電路的設計本身存在不完善、不匹配的地方。尤其是現在的國產(chǎn)壓力變送器企業(yè),大多數都是整機廠(chǎng),其電子元器件等都要外購,而其篩選和老化處理電子元器件的時(shí)間和手段相對有限,加上國產(chǎn)壓力變送器應用單位初期操作人員技術(shù)水平及新環(huán)境因素的影響,這就造成了在實(shí)際應用中,初始階段國產(chǎn)壓力變送器可靠性較低,而不同于理論上在初期國產(chǎn)壓力變送器可靠性最高的分析。
不同地電位引入的干擾在大地中,各個(gè)不同點(diǎn)之間往往存在電位差。
尤其在大功率的用電設備附近,當這些設備的絕緣性能較差時(shí),這一電位差更大。而在國產(chǎn)壓力變送器的使用中往往在輸入回路會(huì )有兩個(gè)以上的接地點(diǎn),這樣就會(huì )把不同接地點(diǎn)的電位差引入國產(chǎn)壓力變送器。這種地電位差有時(shí)能達l~lV,它同時(shí)出現在兩根信號導線(xiàn)上大國匠芯:國產(chǎn)壓力變送器的可靠性分析及抗干擾設計
共地尤合干擾電位差通過(guò)靜電耦合的方式,能在兩輸入端感應出對地的共同電壓,以共模干擾的形式出現。
由于共模干擾它不和信號相疊加,它不直接對國產(chǎn)壓力變送器產(chǎn)生影響,但它能通過(guò)測量系統形成到地的泄漏電流。泄漏電流通過(guò)電阻的耦合就能直接作用于國產(chǎn)壓力變送器,從而產(chǎn)生干擾。
6脈沖電壓干擾脈沖電壓能夠作用于模擬電路之外,還可以對數字電路產(chǎn)生干擾。這些脈沖電壓的發(fā)生源是開(kāi)關(guān)、電機、繼電器這樣一些感性負載和產(chǎn)生放電的機器等。
在了解了各種不同的干擾源之后,我們就可以針對不同的情況采取相應的措施。因為所有的干擾源都是通過(guò)一定的耦合通道而對國產(chǎn)壓力變送器產(chǎn)生影響的,所以我們可以通過(guò)切斷干擾的耦合通道來(lái)抑制干擾。通常采用的方式有信號導線(xiàn)的扭絞、屏蔽、接地、平衡、濾波、隔離等方法,一般會(huì )同時(shí)采取多種措施。
干擾的抑制常用的抗干擾措施比較多。要想抑制干擾,必須對干擾作全面地分析,要在消除或抑制噪聲源、破壞干擾途徑和削弱接收電路對噪聲干擾的敏感性這三個(gè)方面采取措施。大國匠芯:國產(chǎn)壓力變送器的可靠性分析及抗干擾設計
消除噪聲源是積極主動(dòng)的措施。從原則上講,對于噪聲源應予以消除。但是,實(shí)際上很多的噪聲源是難以消除或是不能消除的。如泵運行時(shí)電機的電磁干擾就是不能夠消除的。這時(shí)候就必須采取防護措施來(lái)抑制干擾。
.1串模干擾的抑制串模干擾與被測信號所處的地位相同,因此一旦產(chǎn)生串模干擾,就不容易消除。所以應當首先防止它的產(chǎn)生。防止串模干擾的措施一般有以下這些:由于把信號導線(xiàn)扭絞在一起能使信號回路包圍的面積大為減少,而且是兩根信號導線(xiàn)到干擾源的距離能大致相等,分布電容也能大致相同,所以能使由磁場(chǎng)和電場(chǎng)通過(guò)感應耦合進(jìn)人回路的串模干擾大為減小。
為了防止電場(chǎng)的干擾,可以把信號導線(xiàn)用金屬包起來(lái)。通常的做法是在導線(xiàn)外包一層金屬網(wǎng)(或者鐵磁材料),外套絕緣層。屏蔽的目的就是隔斷干擾源,導線(xiàn)2為信號導線(xiàn),導線(xiàn)2對地電阻可認為是無(wú)限大,并在導線(xiàn)外包裹屏蔽層。我們可以清楚地看到屏蔽層接地和不接地的兩種情況。
對于變化速度很慢的直流信號,可以在國產(chǎn)壓力變送器的輸入端加人濾波電路,以使混雜于信號的干擾衰減到最小。但是在實(shí)際的工程設計中,這種方法一般很少用,這一點(diǎn)通常在國產(chǎn)壓力變送器的電路設計過(guò)程中就已經(jīng)考慮了。
以上的幾種方法主要是針對不可避免的干擾場(chǎng)已經(jīng)形成后的被動(dòng)抑制措施,但是在實(shí)際過(guò)程中,我們應當盡量避免干擾場(chǎng)的形成。比如注意將信號導線(xiàn)遠離動(dòng)力線(xiàn);合理布線(xiàn),減少雜散磁場(chǎng)的產(chǎn)生;對變壓器等電器元件加以磁屏蔽等等。
共模干擾的抑制由于國產(chǎn)壓力變送器系統信號多為低電平,因此,共模干擾也會(huì )使國產(chǎn)壓力變送器信號產(chǎn)生畸變,帶來(lái)各種測量的錯誤。防止共模干擾通常采取的措施如下:通常國產(chǎn)壓力變送器和信號源外殼為安全起見(jiàn)都接大地,保持零電位。信號源電路以及國產(chǎn)壓力變送器系統也需要穩定接地,但是如果接地方式不恰當,將形成地回路導人干擾。如中就是這種情況,兩點(diǎn)接地,存在地電位差從而產(chǎn)生共模干擾。因此,國產(chǎn)壓力變送器回路通常采用在系統處單點(diǎn)接地。但是事實(shí)上,信號源側對地不可能完全絕緣。因此,從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),徹底消除地電位差形成的干擾是不可能的。
所以,為了提高國產(chǎn)壓力變送器的抗干擾能力,通常在低電平測量國產(chǎn)壓力變送器中都把二次國產(chǎn)壓力變送器“浮地”,也就是將二次國產(chǎn)壓力變送器與地絕緣,以切斷共模干擾電壓的泄漏途徑,使干擾無(wú)法進(jìn)人。在實(shí)際應用中,我們通常將屏蔽和接地結合起來(lái)應用,往往能夠解決大部分的干擾問(wèn)題。如果將屏蔽層在信號側與國產(chǎn)壓力變送器側均接地,則地電位差會(huì )通過(guò)屏蔽層形成回路。由于地電阻通常比屏蔽層的電阻小得多,所以在屏蔽層上就會(huì )形成電位梯度,并通過(guò)屏蔽層與信號導線(xiàn)間的分布電容耦合到信號電路中去,因此屏蔽層也必須一點(diǎn)接地,而且信號導線(xiàn)屏蔽層接地應與系統接地同側;大國匠芯:國產(chǎn)壓力變送器的可靠性分析及抗干擾設計
事實(shí)上,二次國產(chǎn)壓力變送器的外殼為了安全是需要接地的。而國產(chǎn)壓力變送器的輸人端與外殼之間一定存在分布電容和漏阻抗,因此浮地不可能把泄漏途徑完全切斷。這樣,在必要的時(shí)候,通常采用的是雙層屏蔽浮地保護,也就是在國產(chǎn)壓力變送器的外殼內部再套一個(gè)內屏蔽罩。內屏蔽罩與信號輸人端以及外殼之間均不做電氣連接,內屏蔽層引出一條導線(xiàn)與信號導線(xiàn)的屏蔽層相連接,而信號線(xiàn)的屏蔽在信號源處一點(diǎn)接地。這樣可使國產(chǎn)壓力變送器的輸人保護屏蔽及信號屏蔽使信號源穩定起來(lái),處于等電位狀態(tài),大大提高國產(chǎn)壓力變送器抗干擾的能力即便這樣,其實(shí)也是存在一定的泄漏電流的,但是抑制干擾的措施就是為了讓干擾信號強度降低至相對與實(shí)際信號強度來(lái)說(shuō)可忽略的程度。
為了提高儀器儀表的抗干擾能力,通常在低電平測量?jì)x器儀表中都把二次儀器儀表“浮地”,也就是將二次儀器儀表與地絕緣,以切斷共模干擾電壓的泄漏途徑,使干擾無(wú)法進(jìn)人。在實(shí)際應用中,我們通常將屏蔽和接地結合起來(lái)應用,往往能夠解決大部分的干擾問(wèn)題。如果將屏蔽層在信號側與儀器儀表側均接地,則地電位差會(huì )通過(guò)屏蔽層形成回路。由于地電阻通常比屏蔽層的電阻小得多,所以在屏蔽層上就會(huì )形成電位梯度,并通過(guò)屏蔽層與信號導線(xiàn)間的分布電容耦合到信號電路中去,因此屏蔽層也必須一點(diǎn)接地,而且信號導線(xiàn)屏蔽層接地應與系統接地同側。
事實(shí)上,二次儀器儀表的外殼為了安全是需要接地的。而儀器儀表的輸人端與外殼之間一定存在分布電容和漏阻抗,因此浮地不可能把泄漏途徑完全切斷。這樣,在必要的時(shí)候,通常采用的是雙層屏蔽浮地保護,也就是在儀器儀表的外殼內部再套一個(gè)內屏蔽罩。內屏蔽罩與信號輸人端以及外殼之間均不做電氣連接,內屏蔽層引出一條導線(xiàn)與信號導線(xiàn)的屏蔽層相連接,而信號線(xiàn)的屏蔽在信號源處一點(diǎn)接地。這樣可使儀器儀表的輸人保護屏蔽及信號屏蔽使信號源穩定起來(lái),處于等電位狀態(tài),大大提高儀器儀表抗干擾的能力(具體可參見(jiàn))。即便這樣,其實(shí)也是存在一定的泄漏電流的,但是抑制干擾的措施就是為了讓干擾信號強度降低至相對與實(shí)際信號強度來(lái)說(shuō)可忽略的程度。
西安華變送器廠(chǎng)家工業(yè)自動(dòng)變送器廠(chǎng)家及系統的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè),公司基于原西儀的技術(shù)優(yōu)勢研發(fā)并改進(jìn)了電感式傳感器和電路板的核心技術(shù),擁有三十多年的儀變送器廠(chǎng)家生產(chǎn)及研發(fā)經(jīng)驗集。以及開(kāi)始致力于HART協(xié)變送器廠(chǎng)家的探索和研發(fā),是國內智變送器廠(chǎng)家及HART協(xié)議技術(shù)的開(kāi)拓者,主營(yíng)單法蘭液位計,雙法蘭液位計,磁致伸縮液位計,衛生型壓力變送器,高精度壓力變送器,hart475手操器,靜壓式液位計,投入式液位計,一個(gè)將科技企業(yè)由外延式擴張進(jìn)入內涵式擴張的助推器等
公司的主要產(chǎn)品有SMART斯瑪特系列壓力變送器、液位(界位變送器廠(chǎng)家、流量計、溫度傳感器和多參量變送器,產(chǎn)品計量資質(zhì),防爆資質(zhì)齊全,整個(gè)生產(chǎn)系統通過(guò)ISO9000質(zhì)量認證體系認證。研發(fā)的智能磁致伸縮液位變送器,雙隔離靜壓式水準儀,風(fēng)荷載變送器等產(chǎn)品獲得多項發(fā)明,得到市場(chǎng)的眾多好評。