アナログセンサーと干渉防止方法に影響を与える干渉要因

アナログセンサーは、重工業、軽工業、繊維、農業、生産および建設、日常生活教育および科学研究などの分野で広く使用されています。アナログセンサーは、電圧、電流、抵抗などの測定パラメータのサイズを含む連続信号を送信します。例えば、温度センサー、ガスセンサー、圧力センサーなどが一般的なアナログ量センサーです。

アナログ量センサーは、主に次の要因により、信号を送信する際にも干渉に遭遇します。

1.静電気による干渉

静電誘導は、2 つの分岐回路またはコンポーネント間の寄生容量の存在によるもので、1 つの分岐の電荷が寄生容量 (容量結合とも呼ばれる) を介して別の分岐に転送されます。

2、電磁誘導障害

2 つの回路間に相互インダクタンスがある場合、一方の回路の電流の変化が磁界を介して他方の回路に結合されます。これは電磁誘導として知られる現象です。この状況はセンサーの使用時によく発生するため、特に注意する必要があります。

3、漏れたインフルエンザが邪魔するはず

電子回路内のコンポーネントブラケット、端子ポスト、プリント基板、内部誘電体またはコンデンサのシェルの絶縁不良、特にセンサの使用環境における湿度の上昇により、絶縁体の絶縁抵抗が低下し、漏れ電流が増加し、干渉が発生します。漏れ電流が測定回路の入力段に流れ込む場合、その影響は特に深刻です。

4、無線周波数の干渉干渉

主に大電力機器の起動・停止による外乱や高次高調波妨害です。

5.その他の干渉要因

これは主に、砂、塵、高湿度、高温、化学物質、その他の過酷な環境など、システムの劣悪な作業環境を指します。過酷な環境では、プローブが塵、埃、粒子状物質によってブロックされるなど、センサーの機能に重大な影響を及ぼし、測定の精度に影響を与えます。高湿度環境では水蒸気がセンサー内部に侵入し、故障の原因となる可能性があります。
を選択してくださいステンレススチール製プローブハウジング、頑丈で、高温耐性、耐腐食性、防塵性、防水性に優れており、センサーの内部損傷を防ぎます。プローブシェルは防水ですが、センサーの応答速度には影響せず、ガスの流れと交換速度が速いため、高速応答の効果が得られます。

上記の説明を通じて、多くの干渉要因があることがわかりましたが、これらは単なる一般論であり、シーンに固有であり、さまざまな干渉要因の結果である可能性があります。しかし、これはアナログセンサーの妨害防止技術に関する私たちの研究には影響しません。

アナログ センサーの妨害防止技術には主に次のようなものがあります。

6.シールド技術

容器は金属素材で作られています。保護が必要な回路はその中に包まれており、電界または磁界の干渉を効果的に防ぐことができます。この方法はシールドと呼ばれます。シールドは静電シールド、電磁シールド、低周波磁気シールドに分けられます。

（1）静電気シールド

銅やアルミニウムなどの導電性金属を材料として使用し、密閉された金属容器を作り、アース線に接続し、保護する回路の値をRに入れて、外部干渉電界が内部回路に影響を与えないようにします。逆に、内部回路によって生成される電界は外部回路に影響を与えません。この方法は静電シールドと呼ばれます。

（2）電磁波シールド

高周波干渉磁場の場合、渦電流の原理を利用して高周波干渉電磁場がシールド金属内に渦電流を発生させ、干渉磁場のエネルギーを消費し、渦電流磁場が高周波干渉磁場を打ち消します。周波数干渉磁界の影響を受けないため、保護回路は高周波電磁界の影響から保護されます。このシールド方法を電磁シールドといいます。

（3） 低周波磁気シールド

低周波磁界の場合、現時点では渦電流現象は明らかではないため、上記の方法だけでは干渉防止効果はあまり良くありません。したがって、低周波干渉磁気誘導線を磁気抵抗の小さい磁気シールド層内に制限するために、シールド層として磁気伝導率の高い材料を使用する必要がある。保護回路は低周波磁気結合干渉から保護されます。このシールド方法は一般に低周波磁気シールドと呼ばれます。センサー検出機器の鉄製シェルは、低周波磁気シールドとして機能します。さらにアースをとれば静電シールド、電磁シールドの役割も果たします。

7.接地技術

これは干渉を抑制する効果的な技術の 1 つであり、シールド技術の重要な保証です。正しい接地は外部干渉を効果的に抑制し、テストシステムの信頼性を向上させ、システム自体によって生成される干渉要因を軽減します。接地の目的は 2 つあり、安全性と干渉の抑制です。したがって、接地は保護接地、シールド接地、信号接地に分けられます。安全のため、センサー測定装置の筐体およびシャーシは接地する必要があります。信号グランドはアナログ信号グランドとデジタル信号グランドに分けられますが、アナログ信号は一般に弱いため、グランド要件が高くなります。デジタル信号は一般に強いため、接地要件は低くなります。センサーの検出条件が異なれば、接地までの要件も異なるため、適切な接地方法を選択する必要があります。一般的な接地方法には、一点接地と多点接地があります。

(1) 一点接地

低周波回路では、一般に、ラジアル接地線とバス接地線を備えた 1 点接地を使用することをお勧めします。放射線接地とは、回路内の各機能回路が電線によってゼロ電位基準点に直接接続されることを意味します。バスバー接地とは、一定の断面積を持つ高品質の導体が接地バスとして使用され、ゼロ電位点に直接接続されることを意味します。回路内の各機能ブロックのグランドは近くのバスに接続できます。センサーと測定装置は完全な検出システムを構成しますが、それらは遠く離れている場合があります。

(2) 多点接地

高周波回路では一般に多点接地を推奨します。高周波では、接地時間が短くてもインピーダンスの電圧降下が大きくなり、分布容量の影響で一点接地が不可能となるため、導電性の良いゼロ電導を使用した平面型接地方法、すなわち多点接地が使用できます。プレーン本体上の電位基準点、高周波回路を本体上の近くの導電プレーンに接続します。導体プレーン本体の高周波インピーダンスは非常に小さいため、基本的に各箇所の同電位が保証されており、電圧降下を軽減するためにバイパスコンデンサが付加されています。したがって、この状況では多点接地モードを採用する必要があります。

8.フィルタリング技術

フィルタは、AC シリアルモードの干渉を抑制する効果的な手段の 1 つです。センサー検出回路の一般的なフィルター回路には、RC フィルター、AC 電源フィルター、真電流電源フィルターが含まれます。
(1) RC フィルター: 信号源が熱電対やひずみゲージなどの信号変化が遅いセンサーの場合、体積が小さく、コストが低いパッシブ RC フィルターはシリーズ モード干渉に対して優れた抑制効果を発揮します。ただし、RC フィルターはシステムの応答速度を犠牲にしてシリーズ モード干渉を軽減することに注意してください。
(2) AC 電源フィルタ: 電源ネットワークはさまざまな高周波および低周波ノイズを吸収します。これは、電源 LC フィルタと混合されるノイズを抑制するために一般的に使用されます。

(3) DC 電源フィルタ: DC 電源は複数の回路で共有されることがよくあります。電源の内部抵抗を通じて複数の回路によって引き起こされる干渉を回避するには、各回路の DC 電源に RC または LC デカップリング フィルタを追加して、低周波ノイズを除去する必要があります。

9.光電結合技術
光電結合の主な利点は、ピークパルスとあらゆる種類のノイズ干渉を効果的に抑制できるため、信号伝送プロセスにおける信号対雑音比が大幅に向上することです。干渉ノイズは、広い電圧範囲がありますが、エネルギーは非常に小さく、微弱な電流しか形成できません。また、発光ダイオードの光電カプラ入力部分は電流条件下で動作し、一般的なガイド電流は 10 mA ～ 15 mA です。したがって、たとえ広範囲の干渉があっても、干渉は十分な電流を供給することができず、抑制されます。
ここを参照してください。アナログ センサーの干渉要因と干渉防止方法については、ある程度理解できたと思います。アナログ センサーを使用する場合、干渉が発生した場合は、上記の内容に従って、実際の状況に応じて 1 つずつ調査してください。センサーの損傷を避けるために、処理を盲目的に行わないでください。