干擾進入電磁流量計的渠道主要有三個:空間耦合(電磁感應)、傳輸通道、配電系統(tǒng)。一般情況下，空間耦合導致的干擾在強度上遠遠小于從另外兩個渠道竄入的干擾，而空間感應形式的干擾有可以采用良好的“屏蔽”和正確的“接地”加以解決，所以抗干擾措施主要是盡力切斷來自傳輸通道和配電系統(tǒng)的干擾，并抑制已經(jīng)進入儀表的干擾作用。按干擾進入儀表的方式可分為:串模干擾，共模干擾，數(shù)字電路干擾以及電源、接地系統(tǒng)的干擾。
1. 串模干擾
串模干擾是指干擾電壓與有效信號串聯(lián)疊加后作用在儀表上的干擾。串模干擾主要來自于高壓輸電線路，與信號線平行鋪設的輸電線以及大電流控制線產(chǎn)生的空間電磁場。
電磁流量計傳感器和變送器可能分體安裝，由傳感器來的信號可能長達幾米甚至數(shù)十米，此時干擾源通過電磁耦合和靜電耦合在信號線上的感應電壓數(shù)值相當可觀。一路電線與信號線平行鋪設，信號線上的電磁感應電壓和靜電耦合電壓分別可達到毫伏級，然而來傳感器的有效信號電壓的動態(tài)范圍也僅有幾十毫伏。
由此可知:由于測量控制系統(tǒng)的信號線長，通過電磁和靜電耦合的感應電壓有可能達到與被測有效電壓相同的數(shù)量級，甚至大于后者；同時，對被測量控制系統(tǒng)而言，由于采樣時間短，工頻的感應電壓相當于緩慢變化的噪聲，這種干擾信號與有效的直流信號一同被采樣和放大，造成有效信號失真。
2.共模干擾
共模干擾是指輸入通道兩個輸入端上共有的干擾電壓。這種干擾可以是直流電壓，也可以是交流電壓，其幅值可以達到幾毫伏甚至更高，取決于現(xiàn)場產(chǎn)生的環(huán)境條件和儀表的接地情況。
在此流量測量系統(tǒng)中，由于變送器和傳感器是分散在儀表的不同地方，因此，被測信號Vs的參考接地點和變送器輸入信號的參考接地點之間存在電位差Vcm，如圖所示。顯然，Vcm是共模干擾電壓。
3.數(shù)字電路的干擾
與模擬電路的電容，電感相比，數(shù)字電路中更關心互容和互感。當存在兩個電路時，就會有互容，一個電路的電壓產(chǎn)生電場，該電場會影響第二個電場，兩個電路互相影響，其影響的系數(shù)隨著距離的增加而迅速減小。兩個電路之間的互容可以簡單看成從電路A到電路B的一個寄生電容連接，電路A通過互容將電流注入到電路B中，從而引起電路B中的電壓變化。對于數(shù)字電路，當噪聲電壓大于噪聲容限時，電路輸出狀態(tài)就會發(fā)生錯誤。
當存在兩個電流回路時，一個回路的電流產(chǎn)生磁場，而該磁場會影響第二個回路，兩個回路之間的相互作用的系數(shù)稱之它們的互感。兩個電路的互感耦合相當于一個連接在兩電路間的微小變壓器。一個回路中電流的快速變化會導致另一回路上產(chǎn)生一個相當大的電壓，與此也會導致數(shù)字電路的邏輯錯誤。
4．電源系統(tǒng)的干擾
電源系統(tǒng)是為信號提供穩(wěn)定的電壓參考，并為電磁流量計系統(tǒng)中的設備分配電源。電源系統(tǒng)中的干擾主要有幾種:
數(shù)字電路中由于地線的阻抗引起的參考電壓變化。
容性負載造成電源電壓瞬時波動。
共用一個電源的附近設備接通或斷開時產(chǎn)生干擾。 |
