陆小生okk

我们用模拟量传感器容易受干扰怎么办？

模拟量信号已经被广泛DCS、PLC生产过程控制，由于容易受到外界干扰从而影响控制准确性。

模拟量传感器有电量传感器和非电量传感器之分，电量传感器一般输出隔离模拟量信号，非电量传感器多数输出非隔离模拟量信号，在生产过程控制中后者容易外界干扰。非电量模拟量传感器工作电源一般取用自动化系统设备提供的 24V电源模块，多数是不隔离的，想实现各控制、监测，确保相关设备自动化系统正常运行，干扰问题不容忽视。

从题目说的问题，基本上可判断是关于非电量模拟量传感器。什么是非电量模拟量？有电工基础的都明白，电流、电压、功率等都是电量模拟量，在生活中都看到过，水的压力、流量、水温、水位等，这些都属于非电量模拟量，用于检测非电量模拟量的传感器称之为非电量模拟量传感器。这些传感器由于接线有2～4线制的，共同点都需外部提供电源，为了保证安全一般用的是24VDC，目前采用最多的供电方式就是利用相关控制系统设备提供24VDC电源，而且这些接线方式的传感器工作电源及输出信号均未采用有效的隔离措施，因此有很大的弊病和极有可能导致的危害，因为模拟量没有有效的隔离，所以它们的测量精度和抗工频电磁干扰能力大大降低。那么就要解决问题，个人认为最简单的办法把信号隔离器与非电量模拟量传感器配合应用，这是有益的选择。

谈到信号隔离器，就简单的说说它的来龙去脉。

信号隔离器从其名称来看，关键字“隔离”，隔离哪些方面？非电量模拟量传感器输出信号输入到信号隔离器，此时信号隔离器的输入对输出信号、对地、对电源四端的三重全隔离，且通道之间均有较高的耐压水平。其次就是信号隔离器的选用，其有变压器信号隔离器和光电信号隔离器，到底用那种好呢？根据题目说的是模拟量容易受到干扰，那么就要用抗干扰能力强的信号隔离器，即用光信号电隔离器。至于为什么要用光电隔离器，那么把其特点和变压器信号隔离器进行对比就知道自己要用那种信号隔离器了。变压器信号隔离器特点；性能稳定、带载能力强、隔离强度高、使用寿命长。光电隔离器；性能稳定、抗干扰能力强、成本低廉，但使用寿命及隔离强度没有变压器信号隔离器好，由此可知，与题目说的问题用光电隔离器是比较适宜的。这两种信号隔离器在自动控制、监测系统都有大量使用，有效的解决了非电量模拟量传感器的工作电源及模拟量信号的隔离，提供了工频抗干扰能力及降低雷击过电压的危害，同时也确保了非电量模拟量传感器的测量精度和系统的安全，如DCS控制系统、PLC控制装置。

控制系统同样会引起模拟量干扰，如交流接地与信号接地共用，屏蔽接地和保护接地接在一个地排，以及模拟量信号线屏蔽接地和控制系统及机柜接地不符合规范等。其次，控制系统的电源负载能力弱，干扰影响大，因为此时控制系统的电源供电稳定性就差。

例如，某次遇到压力在监控画面的数据有波动，而且又是无规律的跳变。

此时，分析了下是不是信号线绝缘屏蔽接地不好而引入的干扰吗？拿着万用表去检测铜排与接地网电阻只有0.5Ω，通过数据判断符合接地技术要求，因此这个无规律跳变与信号线的绝缘屏蔽接地不好没关系。问题不在这方面，那么还得继续查找，此时对信号线进行重新接地，对相应的信号电缆屏蔽层进行单端接地和双端接地，继续观察模拟量信号有无跳变，通过监控画面观察故障依然存在。既然把信号回路接地不好引起的干扰排除，那么问题出在哪里了？信号源与工业现场排查，换通道后再看监控画面，数据还是跳变，但是这可以看出，它的通道和信号基本没问题的。又叫人检查信号线与动力线有没有放在一个桥架，查看也没有。

后面一番折腾，考虑到模拟量输入模块方面，它不是点点隔离的。因为已经判断模拟量输入模块通道没有问题，估计是其它输入模拟量引起的干扰，又看监控画面，发现现场一个用电流变送器引入的信号数据也不对。

最终收尾工作，把电流变送器的自身接地做好，然后又在机柜的模拟量输入模块的前段加了信号隔离器，这样故障彻底解除。

Talk工控小白

模拟量传感器信号传输过程中干扰的形成必须具备三项因素，即干扰源、干扰途径以及对噪声敏感性较高的接收电路。

影响模拟量传感器的外界干扰主要有以下几种：

1、静电感应干扰

静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，有时候也被称为电容性耦合。

2、电磁感应干扰

当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路，这一现象称为电磁感应。这种情况在传感器使用的时候经常遇到，尤为注意。

3、漏电流感应干扰

由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良，特别是传感器的应用环境湿度增大，导致绝缘体的绝缘电阻下降，这时漏电电流会增加，由此引发干扰。尤其当漏电流流入到测量电路的输入级时，其影响就特别严重。

主要是大型动力设备的启动、操作停止时产生的干扰以及高次谐波干扰。

5、其他干扰 主要指的是系统工作环境差，还容易受到机械干扰、热干扰和化学干扰等等。 通过以上概述，我们了解传感器的干扰来源主要有两种途径：一是由电路感应产生干扰；二是由外围设备以及通信线路的感应引入干扰。我们得仔细分析外界干扰的来源，信号传输线路以及敏感程度，做好接地处理和传感器信号线屏蔽措施，有可能的话远离干扰源。

模拟量传感器抗干扰技术

1、屏蔽技术

利用金属材料制成容器。将需要保护的电路包在其中，可以有效防止电场或磁场的干扰，此种方法称为屏蔽。屏蔽又可分为静电屏蔽、电磁屏蔽和低频磁屏蔽等。

2、静电屏蔽

根据电磁学原理，置于静电场中的密闭空心导体内部无电场线，其内部各点等电位。用这个原理，以铜或铝等导电性良好的金属为材料，制作密闭的金属容器，并与地线连接，把需要保护的电路值r其中，使外部干扰电场不影响其内部电路，反过来，内部电路产生的电场也不会影响外电路。这种方法就称为静电屏蔽。

3、电磁屏蔽

对于高频干扰磁场，利用电涡流原理，使高频干扰电磁场在屏蔽金属内产生电涡流，消耗干扰磁场的能量，涡流磁场抵消高频干扰磁场，从而使被保护电路免受高频电磁场的影响。这种屏蔽法就称为电磁屏蔽。若电磁屏蔽层接地，同时兼有静电屏蔽的作用。传感器的输出电缆一般采用铜质网状屏蔽，既有静电屏蔽又有电磁屏蔽的作用。

4、低频磁屏蔽

干扰如为低频磁场，这时的电涡流现象不太明显，只用上述方法抗干扰效果并不太好，因此必须采用采用高导磁材料作屏蔽层，以便把低频干扰磁感线限制在磁阻很小的磁屏蔽层内部。使被保护电路免受低频磁场耦合干扰的影响。这种屏蔽方法一般称为低频磁屏蔽。传感器检测仪器的铁皮外壳就起低频磁屏蔽的作用。若进一步将其接地，又同时起静电屏蔽和电磁屏蔽的作用。

5、接地技术接地技术

是抑制干扰的有效技术之一，是屏蔽技术的重要保证。正确的接地能够有效地抑制外来干扰，同时可提高测试系统的可靠性，减少系统自身产生的干扰因素。接地的目的有两个：安全性和抑制干扰。因此接地分为保护接地、屏蔽接地和信号接地。保护接地以安全为目的，传感器测量装置的机壳、底盘等都要接地。信号地线又分为模拟信号地线和数字信号地线，模拟信号一般较弱，故对地线要求较高：数字信号一般较强，故对地线要求可低一些。不同的传感器检测条件对接地的方式也有不同的要求，必须选择合适的接地方法，常用接地方法有一点接地和多点按地。

6、一点接地

在低频电路中一般建议采用一点接地，它有放射式接地线和母线式接地线路。放射式接地就是电路中各功能电路直接用导线与零电位基准点连接：母线式接地就是采用具有一定截面积的优质导体作为接地母线，直接接到零电位点，电路中的各功能块的地可就近接在该母线上。传感器与测量装置构成一个完整的检测系统，但两者之问可能相距较远。

7、多点接地

高频电路一般建议采用多点接地。高频时，即使一小段地线也将有较大的阻抗压降，加上分布电容的作用，不可能实现一点接地，因此可采用平面式接地方式，即多点接地方式，利用一个良好的导电平面体接至零电位基准点上，各高频电路的地就近接至该导电平面体上。由于导电平面体的高频阻抗很小，基本保证了每一处电位的一致，同时加设旁路电容等减少压降。因此，这种情况耍采用多点接地方式。

8、滤波技术

滤波器是抑制交流串模干扰的有效手段之一。传感器检测电路中常见的滤波电路有Rc滤波器、交流电源滤波器和真流电源滤波器。下面介绍这几种滤波电路的应用。

1）RC滤波器：当信号源为热电偶、应变片等信号变化缓慢的传感器时，利用小体积、低成本的无源Rc滤波器将会对串模干扰有较好的抑制效果。但应该一提的是，Rc滤波器是以牺牲系统响应速度为代价来减少串模干扰的。

2）交流电源滤波器：电源网络吸收了各种高、低频噪声，对此常用Lc滤波器来抑制混入电源的噪声。

3）直流电源滤波器：直流电源往往为几个电路所共用，为了避免通过电源内阻造成几个电路问相互干扰，应该在每���电路的直流电源上加上Rc或Lc退耦滤波器，用来滤除低频噪声。

9、光电耦合技术

光电耦合器除了用于做光电控制以外，现在被越来越多的用于提高系统的抗共模干扰能力。当有驱动电流流过光藕合器中的发光二极管，光电三极管受光饱和。脉冲电路中的嗓声抑制，若在脉冲电路中存在干扰噪声。可以将输入脉冲微分后再积分，然后设置一定幅度的门限电压，使得小于该门限电压的信号被滤除。

对于模拟信号可以先用A/D转换。再用这种方法滤除噪声。我们在使用这些抗干扰技术时要根据实际情况迸行选择。切不可盲目使用，否则不但达不到抗干扰的目的，可能还会有其他不良影响。

Qi朱哥说

看这么多人答的这么热烈，我还是从工控自动化这方面来说一些稍微专业点的减少模拟量容易受到干扰的规避方法，但是因为电磁干扰其实总是存在的，所以只能尽力去减小干扰而不能被消除！

通常模拟量传感器给出的信号是低电压的直流电压或者电流信号，因此其受到电磁干扰的影响度基本和通讯线容易受到干扰的程度差不多！

比较严格的厂家出厂的自动化电气盘柜，其实有一个EMC(电磁兼容）检测标准，不过一般的公司都是遵照那些常规的知识，只有在干扰实在无法消除时，就被迫去检验每一个地方，或者通过程序中滤波，或者做假信号补偿的方法来消除干扰所带来的数据值不正常的影响！

减小对模拟量信号干扰的方法我简单说几点，因为每个厂家的规范可能不同，说一些我记得的且认为有效的：

除了电柜的良好接地之外，仪表接地，保护接地之外，还应该注意以下9点！

1，电气柜内的线槽应该分区规划，同等电压等级的可以走相同的线槽，不同电压等级的应该分槽铺设！---模拟量的信号电缆需要放在独立的线槽内，且最好是金属线槽！

2，电磁阀，继电器，接触器等吸合的瞬间会产生会产生一段时间的尖峰脉冲信号，因此最好有浪涌抑制元件配合使用！

3，变频器设备宜采用滤波，以减小对电网的影响，同时应该放置在电气柜外较远的地方！不应图省事而将变频器等装在电气柜内！

4，电气柜内的安装板，不宜使用喷漆的，应该是裸露的给柜内安装的电气元件提供一个较大的接地面！

5，活动的柜门，等应该用短且粗的接地线让柜门和柜体有良好的连接！

6，模拟量的信号线应采用屏蔽双绞线，且屏蔽网的接地应该是保证较大面积的接触面，且屏蔽层单端接地！

7，如果有可能尽量减小模拟量采集设备（模块）和传感器之间的电缆长度！

8，像一些电动执行机构的供电电缆和模拟量信号反馈电缆之间的应该有至少20厘米的间隔，最好是金属桥架独立铺设！

9，模拟量采集设备（模块），应该感性负载保持较远的安装距离！

当然，如果有很大电流的电缆桥架铺设，在规划模拟量信号的线路桥架铺设时，也应该有较远的距离，且应该避免存在交叉点！

就简单说这么多了，希望能对大家有所帮助，谢谢!

控制研究控

我们使用的模拟量传感器容易受干扰怎么办

1模拟量走线与强电(动力线缆)尽量分开，使用单独电缆，与PLC的开关信号(高频脉冲)电缆分开。

2远离大功率的干扰源，如变频器，整流柜等，如果位置、距离有限的话可以采用模拟信号隔离器，隔断传感器与干扰源的影响。

3模拟信号分为电压和电流两种信号类型，如果传感器的模拟量线缆较长受到的干扰几率增大，应减少线缆长度，电压信号会由于压降问题导致控制精度，选择电流信号较好一点同时抗干扰能力较强。

4采用屏蔽线缆，屏蔽层进行接地。

5对传感器的模拟量信号增加滤波装置。

工控人

关于你们使用的模拟量传感器容易受干扰的问题，不知道

①被检测对象是什么；

②使用的是那一类传感器；

③干扰是传感器在感知被检测信息时就有的；还是传感器刚将物理量转化为电信号时，并没有被干扰，而是传输过程中感应进来的。

对于问题标的性不明确的提问，只能从原则上分析，并给出改进建议；不过，这样也好，反倒使得本答案可广泛地供各类传感器选用者、使用者参考。对应上述①②③种可能产生干扰的环节，可分别应对如下；如果按照这三项建议措施试验后，效果仍不明显，不要紧，最后还给出了第四项建议措施。

(1)在干扰源与被检测信号源同在的情况下，设法消除或削弱干扰源；

(2)现在，即使检测的是同一种物理量，也有种类繁多的传感器，可供选择与使用，不必吊死在一棵树上。例如，监测大型储料罐中料位的高低，可供选择的方式、或者说可供选择的传感器，有声学法（超声波传感器）、光学法（红外传感器）、电学法（电阻传感器、电容传感器）、力学法（压力传感器）等。又如，工厂传送带上的成品自动计量、半成品自动计量，可选用声学法（超声波传感器）、光学法（红外传感器）、力学法（压力传感器）。在检测可燃性气体时，如果是打算在有其它可燃性气体干扰的场合，仅仅检测某一种可燃性气体，则可以在氧化锡（可燃性）气体传感器、氧化铁（可燃性）气体传感器、钛酸锶（可燃性）气体传感器、氧化钛（可燃性）气体传感器等诸多传感器中选择一种具有针对性、选择性比较好的可燃性气体传感器。在令人眼花缭乱、种类繁多的传感器选用时，考量的内容包括，传感器的选择性（为了避开干扰）、灵敏度、使用时的方便程度、价格成本。

(3)模拟量本身就比数字量容易受到干扰，可否转换成数字量输出；有没有来自电源的工频（50Hz、100Hz）或中频（2000Hz）交流干扰，需不需要将其滤除；传感器输出的传输线有没有过长，需不需要屏蔽等。

(4)在以上几项措施屡试不顺的情况下，可以考虑从电路上下功夫，采用主动除扰或被动除扰。主动除扰就是预先提取干扰信息，制作能够产生与传感器输出中的干扰信息同等强度的“伪干扰”电路，使用时将“伪干扰信息”的高低电平反向，通过一个加成电路，与传感器输出信号融合，就把传感器输出信号中的干扰信息抵消掉了。被动除扰是在电路工作过程中，人为地降低与干扰信息相对应频率的放大倍数，达到降低干扰的目的。

梁瑞林

有干扰可能性，先检查下面三个地方

接线双绞要求规范/距离是否合理/传输线是不是搞错

这三个都没有问题

就要检查干扰源了

半个电气自动化工程师

说来说去你们的线路敷设有问题，不规范，设备挺先进线路敷设时绝对有敷衍了事的，去桥架一看便知

知识转发整理干货斋

1）更换带屏蔽层的电源线，但不要超过五米

2）给传感器外面增加一个法拉第筒

關鍵字: 传感器 电量 硬件