干擾進(jìn)入電磁流量計(jì)的渠道主要有三個(gè):空間耦合(電磁感應(yīng))、傳輸通道、配電系統(tǒng)。一般情況下，空間耦合導(dǎo)致的干擾在強(qiáng)度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于從另外兩個(gè)渠道竄入的干擾，而空間感應(yīng)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(jìn)入儀表的干擾作用。按干擾進(jìn)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(shè)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(jì)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(dá)幾米甚至數(shù)十米，此時(shí)干擾源通過電磁耦合和靜電耦合在信號線上的感應(yīng)電壓數(shù)值相當(dāng)可觀。一路電線與信號線平行鋪設(shè)，信號線上的電磁感應(yīng)電壓和靜電耦合電壓分別可達(dá)到毫伏級，然而來傳感器的有效信號電壓的動(dòng)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(yīng)電壓有可能達(dá)到與被測有效電壓相同的數(shù)量級，甚至大于后者；同時(shí)，對被測量控制系統(tǒng)而言，由于采樣時(shí)間短，工頻的感應(yīng)電壓相當(dāng)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(gè)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(dá)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(diǎn)和變送器輸入信號的參考接地點(diǎn)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(guān)心互容和互感。當(dāng)存在兩個(gè)電路時(shí)，就會有互容，一個(gè)電路的電壓產(chǎn)生電場，該電場會影響第二個(gè)電場，兩個(gè)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(gè)電路之間的互容可以簡單看成從電路A到電路B的一個(gè)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(dāng)噪聲電壓大于噪聲容限時(shí)，電路輸出狀態(tài)就會發(fā)生錯(cuò)誤。
當(dāng)存在兩個(gè)電流回路時(shí)，一個(gè)回路的電流產(chǎn)生磁場，而該磁場會影響第二個(gè)回路，兩個(gè)回路之間的相互作用的系數(shù)稱之它們的互感。兩個(gè)電路的互感耦合相當(dāng)于一個(gè)連接在兩電路間的微小變壓器。一個(gè)回路中電流的快速變化會導(dǎo)致另一回路上產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)大的電壓，與此也會導(dǎo)致數(shù)字電路的邏輯錯(cuò)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(jì)系統(tǒng)中的設(shè)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(fù)載造成電源電壓瞬時(shí)波動(dòng)。
共用一個(gè)電源的附近設(shè)備接通或斷開時(shí)產(chǎn)生干擾。 |
