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壓電晶體材料制作的渦街流量傳感器如何防止電磁干擾
發布時間:2021-12-16 09:06:54

由于壓電晶體材料的壓電系數比較小,采用壓電晶體材料制作的渦街流量傳感器的輸出信號幅值太小,特別是在小流量時,傳感器輸出的渦街流量信號很容易被環境噪聲所淹沒。一般壓電傳感器的輸出信號都要經過電荷放大電路放大,包括渦街流量傳感器、第一級電荷放大器、第二級電荷放大器、第一級低通濾波器、第二級低通濾波器和電壓跟隨器。主要將渦街流量傳感器輸出的電荷信號轉換成電壓信號,對幅值較小的信號進行放大和低通濾波等。

為進一步降低流量計的量程下限,并提高抗干擾能力,需對傳感器輸出信號線以及信號調理電路采取相應的抑制措施,以防止外部環境中的電磁干擾。常見的干擾因素有電場耦合和磁場耦合。電場耦合也稱為靜電耦合、電容耦合,其產生的原因是由于兩個導體之間存在分布電容。電場耦合會導致信號或能量在不同的導體之間通過分布電容進行傳遞。降低電場耦合作用的方法是增加兩個導體間的距離,在有限的儀表空間內常常采取靜電屏蔽。靜電屏蔽的方法是將受干擾導線用屏蔽層包圍,由于靜電感應的作用,受干擾導線上耦合到的干擾信號電壓與屏蔽層上感應到的干擾信號電壓相等。如果將屏蔽層接地,則屏蔽層上的干擾信號電壓被鉗位為零電位,這樣受干擾導線上的干擾信號電壓也相應為零。磁場耦合是指當某個線圈中流過交變的電流時,就會在其周圍產生交變的磁場。

此時,若將另一個線圈置于這個交變的磁場中,線圈中就會產生感應電動勢。這兩個線圈之間沒有電方面的聯系,其相互影響是通過磁場產生的,這種現象稱為磁場耦合,其耦合程度可用互感系數M來表示。因此,抑制磁場耦合一般采用減小互感系數M的方法。而減小互感系數M最簡單的方法就是增大兩個回路之間的距離,即遠離技術。此外,減小兩個回路的環路面積以及采用電磁屏蔽方法,也可以抑制磁場耦合干擾,且具有抑制效果非常好、實現簡單等優點。

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