如何进行焊缝端点处理及干扰抑制技术优化？

1.抑制干扰的方法

抑制干扰的方法主要有消除或抑制干扰源、破坏干扰途径和削弱接收电路对干扰的敏感性。

（1）消除或抑制干扰源

例如，使产生干扰的电气设备远离检测装置；对继电器、接触器、断路器等采取触点灭弧措施，或改用无触点开关；消除电路中的虚焊、假接等。

（2）破坏干扰途径

提高绝缘性能，采用变压器、光电耦合器隔离以切断“路”径；利用退耦、滤波、选频等电路手段引导干扰信号转移；改变接地形式消除共阻抗耦合干扰途径；对数字信号可采用限幅、整形等信号处理方法或选通控制方法，切断干扰途径。

（3）削弱接收电路对干扰的敏感性

例如，电路中的选频措施可以削弱对全频带噪声的敏感性，负反馈可以有效削弱内部噪声源，对信号采用绞线传输或差动输入电路等。

常用的抗干扰技术有屏蔽、接地、浮置、滤波、隔离技术等。

2.屏蔽技术

（1）静电屏蔽

众所周知，在静电场作用下，导体内部各点电位相等，即导体内部无电力线。因此，若将金属屏蔽盒接地，则屏蔽盒内的电力线不会传到外部，外部的电力线也不会穿透屏蔽盒进入内部。前者可抑制干扰源，后者可阻截干扰的传输途径。所以静电屏蔽也叫电场屏蔽，可以抑制电场耦合的干扰，其原理如图10-14所示。

图10-14　静电屏蔽的原理图

为了达到较好的静电屏蔽效果，应注意以下几个问题：①选用铜、铝等低电阻金属材料作屏蔽盒；②屏蔽盒要良好地接地；③尽量缩短被屏蔽电路伸出屏蔽盒之外的导线长度。

（2）电磁屏蔽

电磁屏蔽主要是抑制高频电磁场的干扰，屏蔽体采用良导体材料（铜、铝或镀银铜板），利用高频电磁场在屏蔽导体内产生涡流的效应，一方面消耗电磁场能量，另一方面涡电流产生反磁场抵消高频干扰磁场，从而达到电磁屏蔽的效果。当屏蔽体上必须开孔或开槽时，应注意避免切断涡电流的流通途径。若把屏蔽体接地，则可兼顾静电屏蔽，接地导线的屏蔽作用如图10-15所示。若要对电磁线圈进行屏蔽，屏蔽罩直径必须大于线圈直径一倍以上，否则将使线圈电感量减小，Q值降低。

图10-15　接地导线的屏蔽作用

（3）磁屏蔽

如图10-16所示磁屏蔽的原理图。对低频磁场的屏蔽，要用高导磁材料，使干扰磁感线在屏蔽体内构成回路，屏蔽体以外的漏磁通很少，从而抑制了低频磁场的干扰作用。为了保证屏蔽效果，屏蔽板应有一定的厚度，以免磁饱和或部分磁通穿过屏蔽层而形成漏磁干扰。

图10-16　磁屏蔽的原理图

（4）驱动屏蔽

驱动屏蔽是基于驱动电缆原理，以提高静电屏蔽效果的技术，如图10-17所示。图中，将被屏蔽导体B（如电缆芯线）的电位经严格地1∶1电压跟随器去驱动屏蔽层导体C（如电缆屏蔽层）的电位，由运放的理想特性，使导体B、运放输出端和导体C的电位相等，B和C间分布电容C2S两端等电位，干扰源uN不再影响导体B。驱动屏蔽常用于减小传输电缆分布电容的影响及改善电路的共模抑制比。

3.接地技术

（1）电气、电子设备中的地线

接地起源于强电技术。为了保障安全，将电网零线和设备外壳接大地，称为保安地线。对于以电能作为信号的通信、测量、计算控制等电子技术，把电信号的基准电位点称为“地”，它可能与大地是隔绝的，称为信号地线。信号地线分为模拟信号地线和数字信号地线两种。另外从信号特点来看，还有信号源地线和负载地线。

图10-17　驱动屏蔽的原理图

（2）一点接地原则

①机内一点接地：如图10-18所示为机内一点接地的示意图。单级电路有输入、输出、电阻、电容及电感等不同电平和性质的信号地线；多级电路中的前级和后级的信号地线；在A/D、D/A转换的数模混合电路中的模拟信号地线和数字信号地线；整机中有产生噪声的继电器、电动机等高功率电路，引导或隔离干扰源的屏蔽机构以及机壳、机箱、机架等金属件的地线均应分别一点接地，然后再总的一点接地。

图10-18　机内一点接地示意图

②系统一点接地：对于一个包括传感器（信号源）和测量装置的检测系统，也应考虑一点接地。如图10-19所示检测系统的一点接地。其中，图（a）采用两点接地，因地电位差产生的共模电压的电流要流经信号零线，转换为差模干扰，会造成严重的影响；图（b）改为在信号源处一点接地，干扰信号流经屏蔽层而且主要是容性漏电流，影响很小。

③电缆屏蔽层的一点接地：如图10-20所示。如果测量电路是一点接地，电缆屏蔽层也应一点接地。(www.xing528.com)

a.信号源不接地，测量电路接地，电缆屏蔽层应接到测量电路的地端，如图10-19（a）中的C，其余A、B、D接法均不正确。

b.信号源接地，测量电路不接地，电缆屏蔽层应接到信号源的地端，如图10-19（b）中的A，其余B、C、D接法均不正确。

图10-19　检测系统的一点接地

图10-20　电缆屏蔽层的一点接地示意图

4.浮置技术

如果测量装置电路的公共线不接机壳也不接大地，即与大地之间没有任何导电性的直接联系（仅有寄生电容存在），就称为浮置。

如图10-21所示为检测系统被屏蔽浮置的前置放大器。它有两层屏蔽，内层屏蔽（保护屏蔽）与外层屏蔽（机壳）绝缘，通过变压器与外界联系。电源变压器屏蔽的好坏对检测系统的抗干扰能力影响很大。在检测装置中，往往采用带有三层静电屏蔽的电源变压器，各层接法如下：

①一次侧屏蔽层及电源变压器外壳与测量装置的外壳连接并接大地；

②中间屏蔽层与“保护屏蔽”层连接；

③二次侧屏蔽层与测量装置的零电位连接。

5.抑制干扰的其他措施

在仪表中还经常采用调制解调、滤波和隔离（一般用变压器作前隔离，光电耦合器作后隔离）技术。通过调制、选频放大、解调、滤波，只放大输出有用信号，抑制无用的干扰信号。其中，滤波的类型有低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波等，起选频作用；隔离主要防止后级对前级的干扰。

图10-21　带有“浮置屏蔽”的检测系统

拓展阅读

1.检测的基本概念

检测是人们借助于专门设备，通过一定的技术手段和方法，对被测对象收集信息、取得数量概念的过程。它是一个比较过程，即将被检测对象与它同性质的标准量进行比较，获得被测量为标准量的若干倍的数量概念。

2.检测方法

根据被测量的性质、特点和测量任务要求进行分类：

按检测方式：偏差法测量、零位法测量和微差式测量。

按传感器与被测对象是否直接接触：接触式测量和非接触式测量。

按检测系统是否施加能量：有源式和无源式。

3.误差分类

按特性规律，可分为系统误差、随机误差和粗大误差3类。

（1）系统误差（systemerror）

系统误差由特定原因引起、具有一定因果关系，并按确定规律产生。产生原因主要有：

装置、环境、动力源变化、人为因素。

（2）随机误差（randomerror）

随机误差因许多不确定性因素而随机发生。

（3）粗大误差（abnormalerror）

粗大误差由检测系统各组成环节发生异常和故障等引起。

4.检测系统的组成（如图10-22所示）

图10-22　检测系统的组成