傳感器應用中噪聲的產生及其抑制方法

在智能化控制系統中，傳感器是用來感知、測定各種變化量的重要器件，在其使用中的噪聲直接影響著智能化控制的效果。本文針對傳感器在應用中噪聲的產生、表現形式、耦合方式進行了較詳細的論述。對傳感器回路的噪聲抑制應考慮到：除去回路系統內有噪聲源；回路設計時應采用平衡方式；電路布置時不要形成環路；避免隨意接地；線路布線應采用絞合線；恰當地使用屏蔽線，對高頻噪聲宜采用薄金屬屏蔽層的屏蔽線，在低頻噪聲時或磁場干擾較強的情況下，宜采用較厚金屬屏蔽層的屏蔽線；應用時還應充分考慮傳感器的特性，尤其是阻抗，信號電平等因素。
關鍵詞：傳感器；噪聲；抑制方法

The Origination and Elimination of Noise in the Application of Sensor
Wang Gang-ling???? Fan Jian-wen
（Pingdingshan Industrial College of Technology,? Pingdingshan, Henan, 467001）

Abstract: in the control system, the sensor plays the crucial role in sensing and measuring the varied data, but the noise originated in use directly affects the control system. The article thoroughly expounds the origination, showing and coordination mode of noise in use. As far as the elimination of the noise is concerned, the source of noise should be prohibited: the balance mode adapted in circuit design, the circle line avoided in devising the electric circuit, free touching the land, too. The electric line should be covered with plastics, protection line used, thin metal layer preferable as to high frequency noise, While thick metal layer to low frequency or strong magnetic field. Moreover, the feature of sensor, especially the signal level, should be equally considered.
Key words:?? sensor;? noise;? the method of elimination??

傳感器技術作為信息技術的三大組成部分之一已得到極其廣泛的應用。傳感器相當于人的感官器官，用來感知、測定各種物理量、化學量并將其轉變成電信號形式，送入計算機或電子線路進行處理，達到監測或控制的目的。由于傳感器技術的快速發展，傳感器的品種齊全，精度有很大提高，傳感器的使用愛好者也迅速增多。下面就傳感器應用中噪聲的產生及其抑制方法作以介紹。
1.? 傳感器噪聲的來源和表現形式
傳感器噪聲的主要來源是來自系統內外的干擾。在傳感器回路中，噪聲的強弱與信號和噪聲的疊加方式有關。其疊加方式有平衡和非平衡兩種。在平衡方式中，噪聲源Vn在傳感器的A與B回路中同相疊加，此為共態噪聲。這種噪聲電流相互抵消，使負載RL上的電壓不變，噪聲信號在負載上不能顯現出來，因此，自身不會產生噪聲干擾，如圖1所示。對于非平衡方式，噪聲源Vn和信號源VS串聯相加，此為正態噪聲。信號電流iS和噪聲電流in的流動方向相同，負載RL上信號電流和噪聲電流同時顯現出來，使負載RL上的電壓增大，此時噪聲和信號混合在同一頻帶內，就無法同信號分離出來，就會產生噪聲干擾，如圖2所示。