传感器应用中噪声的产生及其抑制方法

在智能化控制系统中，传感器是用来感知、测定各种变化量的重要器件，在其使用中的噪声直接影响着智能化控制的效果。本文针对传感器在应用中噪声的产生、表现形式、耦合方式进行了较详细的论述。对传感器回路的噪声抑制应考虑到：除去回路系统内有噪声源；回路设计时应采用平衡方式；电路布置时不要形成环路；避免随意接地；线路布线应采用绞合线；恰当地使用屏蔽线，对高频噪声宜采用薄金属屏蔽层的屏蔽线，在低频噪声时或磁场干扰较强的情况下，宜采用较厚金属屏蔽层的屏蔽线；应用时还应充分考虑传感器的特性，尤其是阻抗，信号电平等因素。
关键词：传感器；噪声；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  

传感器技术作为信息技术的三大组成部分之一已得到极其广泛的应用。传感器相当于人的感官器官，用来感知、测定各种物理量、化学量并将其转变成电信号形式，送入计算机或电子线路进行处理，达到监测或控制的目的。由于传感器技术的快速发展，传感器的品种齐全，精度有很大提高，传感器的使用爱好者也迅速增多。下面就传感器应用中噪声的产生及其抑制方法作以介绍。
1.  传感器噪声的来源和表现形式
传感器噪声的主要来源是来自系统内外的干扰。在传感器回路中，噪声的强弱与信号和噪声的叠加方式有关。其叠加方式有平衡和非平衡两种。在平衡方式中，噪声源Vn在传感器的A与B回路中同相叠加，此为共态噪声。这种噪声电流相互抵消，使负载RL上的电压不变，噪声信号在负载上不能显现出来，因此，自身不会产生噪声干扰，如图1所示。对于非平衡方式，噪声源Vn和信号源VS串联相加，此为正态噪声。信号电流iS和噪声电流in的流动方向相同，负载RL上信号电流和噪声电流同时显现出来，使负载RL上的电压增大，此时噪声和信号混合在同一频带内，就无法同信号分离出来，就会产生噪声干扰，如图2所示。