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化工显示仪表应用中的干扰抑制-中国传动网-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2010-06-27  浏览次数:98

  化工显示仪表与各种传感器、变送器配套后,可用来显示不同的参数。但是,显示仪表在石油和化工领域的广泛应用中或试验现场使用时的条件常常是很复杂的,周围存在大量强交变磁场、电场、振动、热噪声、强辐射、温度效应、动力电源等,都有可能影响检测数据的正确采集和生产过程的自动控制而成为干扰源。这些与被测信号无关的电压或电流以多种形式耦合加载到检测、控制、显示设备,使信号采集失准、记录显示失真、被测参数有用信号质量下降、自动控制不能及时进行,甚至操作失控,直接影响正常生产、产品质量和经济效益的提高。这些干扰(扰动)大多很难改变,但设法加以有效抑制却十分必要。
  一、数字式显示仪表的原理及组成概况
  数字显示仪表一般是由模数转换、非线性补偿及标度变换三大部分组成。它是以电信号为输入量,直接用数字显示被测量。实现数字显示的关键是通过A/D转换装置把连续变化的模拟量变换成断续的数字量。在生产中要求显示仪表反映的显示值是被测参数的函数,并且要求能自动地补偿其它干扰因素,这些函数关系有些是线性的,但多数是非线性的。为了将被测参数能以绝对值的形式显示出来,对于显示仪表,需要将被测参数进行一些必要的运算、处理及非线性补偿,同时补偿其它参数对被测参数的影响。在A/D转换中,采用一定的计量单位使连续变化的模拟量整量化,得到近似的断续的数字量。计量单位越小整量化的误差也就越小,A/D 转换装置的频率响应、前置放大的稳定性等也越高,数字量就越接近于连续量本身的值。这一过程是通过双积分型、电压频率转换型、脉冲宽度调制型及逐次比较电压反馈编码型等A/D转换器来实现的。非线性补偿或标度变换是对检测来的信号进行必要的运算,使数字式显示仪表能以被测参数的直接数字表达出来。模拟式非线性补偿通过改变运算放大器的放大倍数来补偿不同范围的输入电压,而数字式非线性补偿则是先把被测参数的模拟量经过A/D转换成数字量后再进入非线性补偿环节,具有精度高、通用性强的优点,随着电子数字计算机的发展,标度变换及非线性补偿任务由计算机来完成。
  二、显示仪表应用中的抗干扰措施
  (一)干扰的产生
  生产中,被测参数往往被转换成微弱的低电平电压信号,并通过长距离(有时长达数百米甚至更远)传输到显示仪表,由于显示仪表应用环境的复杂性(周围存在大量强交变磁场、电场、振动、热噪声、强辐射、温度效应、动力电源等),使得电气干扰也加到显示仪表的输入端,加上仪表内部的电源变压器、继电器、开关以及电源线等干扰源,给测量带来影响。当有较大扰动出现时(检测信号的干扰主要有强磁场和电场:当干扰源为低电压大电流时,则干扰源主要是磁场;当干扰源为高电压小电流时,则干扰源附近主要是电场),常通过下面一些方式(如串模干扰、共模干扰等)叠加到信号线上,进入仪表。
  

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