机电一体化体系抗烦扰的方法

2017-03-20 18:30分类：机械维修阅读：

屏蔽是指运用导电或导磁资料制成的盒状或壳状屏蔽体，将烦扰源或烦扰方针围住起来，然后堵截或削弱烦扰场的空间耦合通道，阻遏其电磁能量的传输。按需屏蔽的烦扰场的性质纷歧样，可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。

电场屏蔽是为了消除或按捺因为电场耦合致使的烦扰。

磁场屏蔽是为了消除或按捺因为磁场耦合致使的烦扰。

如图1所示的变压器，在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环。

在如图2所示的同轴电缆中，为避免信号在传输进程中遭到电磁烦扰，在电缆线中设置了屏蔽层。

图1 变压器的屏蔽

图2 同轴电缆暗示图

一、阻隔

1.光电阻隔?

光电阻隔是以光作为前语在阻隔的两头之间进行信号传输的，所用的器材是光电耦合器。具有较强的阻隔和抗烦扰才调。

图3(a)所示为一般光电耦合器构成的输入/输出线路。在操控体系中，它既可以用作一般输入/输出的阻隔，也可以替代脉冲变压器起线路阻隔与脉冲拓展效果。

因为光电耦合用具有二极管、三极管的电气特性，使它能便本地组构成各种电路；又因为它靠光耦合传输信息，使它具有很强的抗电磁烦扰的才调，因而在机电一体化商品中取得了极点广泛的运用。

图3光电阻隔和变压器阻隔原理?

(a）光电阻隔；(b）变压器阻隔

图4光电阻隔和变压器阻隔原理?

(a）光电阻隔；(b）变压器阻隔

2.变压器阻隔?

关于沟通讯号的传输,一般运用变压器阻隔烦扰信号的方法。阻隔变压器也是常用的阻隔部件，用来阻断沟通讯号中的直流烦扰和按捺低频烦扰信号的强度,如图4(b)所示的变压器耦合阻隔电路。阻隔变压器把各种仿照负载和数字信号源阻离隔来，也即是把仿照地和数字地断开。传输信号通过变压器取得通路，而共模烦扰因为不构成回路而被按捺。

图5所示为一种带多层屏蔽的阻隔变压器。当富含直流或低频烦扰的沟通讯号从一次侧端输入时，依据变压器原理，二次侧输出的信号滤掉了直流烦扰，且低频烦扰信号幅值也被大大衰减，然后抵达了按捺烦扰的意图。

别的，在变压器的一次侧和二次侧线圈外设有静电阻隔层S1和S2，其意图是避免一次和二次绕组之间的互相耦合烦扰。变压器外的三层屏蔽密封体的内、外两层用铁，起磁屏蔽的效果；基地层用铜，与铁心相连并直接接地，起静电屏蔽效果。这三层屏蔽层是为了避免外界电磁场通过变压器对电路构成烦扰而设置的，这种阻隔变压用具有很强的抗烦扰才调。

图5 多层阻隔变压器

3.继电器阻隔?

继电器线圈和触点仅有机械上的联络，而没有直接的电的联络，因而可运用继电器线圈接纳电信号，而运用其触点操控和传输电信号，然后可完毕强电和弱电的阻隔（如图6所示）。一同，继电器触点较多，且其触点能接受较大的负载电流，因而运用非常广泛。

图6 继电器阻隔

二、滤波

滤波是按捺烦扰传导的一种首要方法。因为烦扰源宣告的电磁烦扰的频谱一般比要接纳的信号的频谱宽得多，因而当接纳器接纳有用信号时，也会接纳到那些不期望有的烦扰。

图7所示为核算机电源选用的一种LC低通滤波器的接线图。

图7 低通滤波器

图8(a)所示为触点颤抖按捺电路，对按捺各类触点或开关在闭合或断开片刻间因触点颤抖所构成的使的烦扰对错常有用的。

图8(b)所示电路是沟通讯号按捺电路，首要用于按捺电理性负载在堵截电源片刻间所发作的反电势。这种阻容吸收电路可以将电感线圈的磁场开释出来的能量转化为电容器电场的能量贮存起来，以降低能量的散失速度。

图8(c)所示电路是输入信号的阻容滤波电路，相似的这种线路既可作为直流电源的输入滤波器，也可作为仿照电路输入信号的阻容滤波器。

图8 烦扰滤波电路

图9所示为一种双T型带阻滤波器，可用来消除工频（电源）串模烦扰。图中输入信号U1通过两条通路送到输出端。

图9 双T型带阻滤波器

三、接地

图10所示是并联一点接本地法。这种方法在低频时是最适用的，因为各电路的地电位只与本电路的地电流和地线阻抗有关，不会因地电流而致使各电路间的耦合。这种方法的缺陷是需求连许多根地线，用起来比照费事。

图10 并联一点接地

2. 多点接地?

多点接地所需地线较多，一般适用于低频信号。若电路作业频率较高，电感分量大，各地线间的互感耦合会添加烦扰。如图11所示，各接地址就近接于接地汇流排或底座、外壳等金属构件上。

图11 多点接地

3.地线的方案?

机电一体化系核算划时要归纳思考各种田线的方案和接本地法。图12所示是一台数控机床的接本地法。

图12 数控机床的接地

四、软件抗烦扰方案?

1.软件滤波?

用软件来辨认有用信号和烦扰信号并滤除烦扰信号的方法称为软件滤波。辨认信号的准则有三种：?

（1）时刻准则

（2）空间准则

（3）特征准则

2.软件“圈套”?

从软件的作业来看，瞬时电磁烦扰或许会使CPU违反预订的程序指针，进入未运用的RAM区和ROM区，致使一些难以期望的景象，其间死循环和程序“飞掉”是多见的。为了有用地扫除这种烦扰缺陷，常选用软件“圈套”法。

这种方法的根柢履历思想是，把体系存储器（RAM和ROM）中没有运用的单元用某一种从头主张的代码指令填满，作为软件“圈套”，以捕获“飞掉”的程序。一般当CPU施行该条指令时，程序就主动转到某一初步地址，从这一初步地址初步寄存一段使程序从头康复作业的热主张程序，该热主张程序扫描现场的各种状况，并依据这些状况区别程序应当转到体系程序的哪个进口，使体系从头投入正常作业。

3.软件“看门狗”?

“看门狗”（WATCHDOG）即是用硬件（或软件）的方法运用监控守时器守时查看某段程序或接口，当跨过必守时刻体系没有查看这段程序或接口时，可以判定体系作业犯错（烦扰发作），可通过软件进行体系复位或按事前预订的方法作业。

“看门狗”是工业操控机遍及选用的一种软件抗烦扰方法。

五、硬件自查看和软件自康复的方案?

因为烦扰致使的误动作多是偶发性的，因而应选用某种方法使这种偶发的误动作不致直接影响体系的作业。因而，在全体方案上有必要设法使烦扰构成的这种缺陷可以从速康复正常。一般的方法是在硬件上设置某些主动监测电路,这首要是为了对一些单薄环节加强监控，以便减小缺陷方案，增强全体的牢靠性。

六、从设备和技能等方面选用方法以消除烦扰?

1.合理挑选接地

2.合理挑选电源

合理挑选电源对体系的抗烦扰才调也是至关首要的。

3.合理方案

对机电一体化设备及体系的各个有些进行合理的方案，能有用地避免电磁烦扰的损害。

七、逻辑方案力求简略牢靠