A. 數控機床抗干擾措施
數控系統的設計要求系統動作準確無誤,每個控制動作都要達到它想要的目的。造成數控系統工作不正常的原因除了系統故障外大部分是受到外界電磁干擾。
電磁干擾源可以分為兩大類:自然干擾源與和人為干擾源。自然干擾源主要來源於大氣層的天電雜訊、地球外層空間的宇宙雜訊。人為干擾源是人工裝置工作過程中產生的電磁能量干擾,其中一部分是專門用來發射電磁能量的裝置,如廣播、電視、通信、雷達和導航等無線電設備,稱為數控系統應用有意發射干擾源。另一部分是在完成自身功能的同時附帶產生電磁能量的發射,如電火花線切割機床,電動機械、家用電器以及工業、醫用射頻設備等等。因此這部分又成為無意發射干擾源。
本文只針對人為干擾源中的無意發射干擾源的抗干擾措施進行一些探討。
1 常見的抗干擾措施
1.1.利用接地技術消除電磁干擾
要確保數控系統中的所有設備接地良好,需要根數控系統選型據數控系統工作電流按照相關國家標准選用符合要求線徑的接地線(黃綠線)連接到電源進線接地點(PE)的接地母排上。接地線(黃綠線)應該盡可能的短以保證接地電阻值符合相關國家標准要求。尤其要注意包括變頻器、開關電源,電機驅動器等工作時有高頻開關脈沖以及變壓器、供電設備等產生工頻干擾的設備的可靠接地。
1.2.使用濾波電路降低干擾
數控系統電源增加濾波線路措施可以有:數控系統電源的交流輸入線路中串接一電抗器,它可以降低諧波成分,增加電源阻抗,並幫助吸收附近設備投入工作時產生的浪涌電壓和主電源的尖峰電壓,確保電源不受電網供電電壓波動影響;數控系統電源的直流輸出線路中使用低通濾波器,採用低通濾波器後可以有效濾除高頻干擾產生的毛刺脈沖,穩定的直流輸出電壓可以確保數控系統電路的工作可靠。
1.3.優化印製板布局設計
優化印製板布局設計主要要考慮印製板上元器件的布局、元器件連接銅皮的走向布局、濾波電容的位置布局和不同類型電路的位置布局。一般來說印製板布局設計要做到以下幾點:
1.3.1.器件之間的傳輸連接線盡可能短;
1.3.2.走強電信號的元器件和走弱電信號的元器件盡可能放置在不同區域;
1.3.3.模擬電路和數字電路應盡數控系統技術可能分區域放置;
1.3.4.電源濾波電容應靠近用電器件。
1.3.5.地線的設計應做到小電流向大電流會聚,如果構成了迴路,應盡可能縮小迴路面積;
1.4.優化弱電信號線路設計
在數控系統中控制信號通常是弱電信號,供電電壓一般是5V-24V,電流也是mA級的,這樣的信號很容易被外界的強干擾(如電火花線切割機床大電流放電時產生的高頻脈沖干擾)影響,造成數控系統誤動作或者不動作。針對這些干擾在電路設計上採取一些補救措施就成為設計中必須考慮的問題。
B. 單片機系統硬體抗干擾的常用方法介紹
單片機系統硬體抗干擾的常用方法介紹
影響單片機系統可靠安全運行的主要因素主要來自系統內部和外部的各種電氣干擾,並受系統結構設計、元器件選擇、安裝、製造工藝影響。這些都構成單片機系統的干擾因素,常會導致單片機系統運行失常,輕則影響產品質量和產量,重則會導致事故,造成重大經濟損失。今天我就給大家介紹下單片機系統硬體抗干擾的常用方法,大家一起來看看吧。
形成干擾的基本要素有三個:
(1)干擾源。指產生干擾的元件、設備或信號, 用數學語言描述如下:/dt,
di/dt大的地方就是干擾源。如:雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鍾等都可能成為干擾源。
(2)傳播路徑。指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過導線的傳導和空間的輻射。
(3)敏感器件。指容易被干擾的對象。如:A/D、 D/A變換器,單片機,數字IC,弱信號放大器等
干擾的分類
1.1 干擾的分類
干擾的分類有好多種,通常可以按照雜訊產生的原因、傳導方式、波形特性等等進行不同的分類。按產生的原因分:
可分為放電雜訊音、高頻振盪雜訊、浪涌雜訊。
按傳導方式分:可分為共模雜訊和串模雜訊。
按波形分:可分為持續正弦波、脈沖電壓、脈沖序列等等。
1.2 干擾的耦合方式
干擾源產生的干擾信號是通過一定的耦合通道才對測控系統產生作用的。因此,我們有必要看看干擾源和被干擾對象之間的傳遞方式。干擾的耦合方式,無非是通過導線、空間、公共線等等,細分下來,主要有以下幾種:
(1)直接耦合:這是最直接的方式,也是系統中存在最普遍的一種方式。比如干擾信號通過電源線侵入系統。對於這種形式,最有效的方法就是加入去耦電路。
(2)公共阻抗耦合:這也是常見的耦合方式,這種形式常常發生在兩個電路電流有共同通路的情況。為了防止這種耦合,通常在電路設計上就要考慮。使干擾源和被干擾對象間沒有公共阻抗。
(3)電容耦合:又稱電場耦合或靜電耦合。是由於分布電容的存在而產生的耦合。
(4)電磁感應耦合:又稱磁場耦合。是由於分布電磁感應而產生的耦合。
(5)漏電耦合:這種耦合是純電阻性的,在絕緣不好時就會發生。
2 常用硬體抗干擾技術
針對形成干擾的三要素,採取的抗干擾主要有以下手段。
2.1 抑制干擾源
抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的/dt, di/dt。這是抗干擾設計中最優先考慮和最重要的原則,常常會起到事半功倍的效果。 減小干擾源的/dt主要是通過在干擾源兩端並聯電容來實現。減小干擾源的di/dt則是在干擾源迴路串聯電感或電阻以及增加續流二極體來實現。
抑制干擾源的常用措施如下:
(1)繼電器線圈增加續流二極體,消除斷開線圈時產生的反電動勢干擾。僅加續流二極體會使繼電器的斷開時間滯後,增加穩壓二極體後繼電器在單位時間內可動作更多的次數。
(2)在繼電器接點兩端並接火花抑制電路(一般是RC串聯電路,電阻一般選幾K到幾十K,電容選0.01uF),減小電火花影響。
(3)給電機加濾波電路,注意電容、電感引線要盡量短。
(4)電路板上每個IC要並接一個0.01μF~0.1
μF高頻電容,以減小IC對電源的影響。注意高頻電容的布線,連線應靠近電源端並盡量粗短,否則,等於增大了電容的等效串聯電阻,會影響濾波效果。
(5)布線時避免90度折線,減少高頻雜訊發射。
(6)可控硅兩端並接RC抑制電路,減小可控硅產生的雜訊(這個雜訊嚴重時可能會把可控硅擊穿的)。
單片機自身的抗干擾措施:
為提高單片機本身的可靠性。近年來單片機的製造商在單片機設計上採取了一系列措施以期提高可靠性。這些技術主要體現在以下幾方面。
1.降低外時鍾頻率
外時鍾是高頻的雜訊源,除能引起對本應用系統的干擾之外,還可能產生對外界的干擾,使電磁兼容檢測不能達標。在對系統可靠性要求很高的應用系統中,選用頻率低的單片機是降低系統雜訊的原則之一。以8051單片機為例,最短指令周期1μs時,外時鍾是12mhz。而同樣速度的motorola 單片機系統時鍾只需4mhz,更適合用於工控系統。近年來,一些生產8051兼容單片機的廠商也採用了一些新技術,在不犧牲運算速度的前提下將對外時鍾的需求降至原來的1/3。而motorola 單片機在新推出的68hc08系列以及其16/32位單片機中普遍採用了內部瑣相環技術,將外部時鍾頻率降至32khz,而內部匯流排速度卻提高到8mhz乃至更高。
2.低雜訊系列單片機
傳統的集成電路設計中,在電源、地的引出上通常將其安排在對稱的兩邊。如左下角是地,右下角是電源。這使得電源雜訊穿過整個矽片。改進的技術將電源、地安排在兩個相鄰的引腳上,這樣一方面降低了穿過整個矽片的電流,一方面使外部去耦電容在pcb設計上更容易安排,以降低系統雜訊。另一個在集成電路設計上降低雜訊的例子是驅動電路的設計。一些單片機提供若干個大電流的輸出引腳,從幾十毫安到數百毫安。這些大功率的驅動電路集成到單片機內部無疑增加了雜訊源。而跳變沿的軟化技術可消除這方面的影響,辦法是將一個大功率管做成若干個小管子的並聯,再為每個管子輸出端串上不同等效阻值的電阻。以降低di/dt。
3.時鍾監測電路、看門狗技術與低電壓復位
監測系統時鍾,當發現系統時鍾停振時產生系統復位信號以恢復系統時鍾,是單片機提高系統可靠性的措施之一。而時鍾監控有效與省電指令stop是一對矛盾。只能使用其中之一。
看門狗技術是監測應用程序中的一段定時中斷服務程序的運行狀況,當這段程序不工作時判斷為系統故障,從而產生系統復位。
低電壓復位技術是監測單片機電源電壓,當電壓低於某一值時產生復位信號。由於單片機技術的發展,單片機本身對電源電壓范圍的要求越來越寬。電源電壓從當初的5v降至3.3v並繼續下降到2.7v、2.2v、1.8v。在是否使用低電壓復位功能時應根據具體應用情況權衡一下。
4. eft技術
新近推出的motorola m68hc08 系列單片機採用eft(electrical fast transient)技術進一步提高了單片機的抗干擾能力。當振盪電路的正弦波信號受到外界干擾時,其波形上會疊加一些毛刺。以施密特電路對其整形時,這種毛刺會成為觸發信號干擾正常的時鍾信號。交替使用施密特電路和rc濾波可以使這類毛刺不起作用,這就是eft技術。隨著vlsi技術的不斷發展,電路內部的抗干擾技術也在不斷發展之中。
5.軟體方面的措施
單片機本身在指令設計上也有一些抗干擾的考慮。非法指令復位或非法指令中斷是當運行程序時遇到非法指令或非法定址空間能產生復位或中斷。單片機應用系統程序是事先寫好的,不可能有非法指令或定址。一定是系統受到干擾,cpu讀指令時出錯了。
以上提到的是當前廣泛使用的單片機應該具有的內部抗干擾措施。在選用單片機時,要檢查一下這些性能是否都有,以求設計出可靠性高的系統。
在應用軟體設計方面,設計者都有各自的經驗。這里要提醒的是最後對不用的rom要做處理。原則是萬一程序落到這里可以自恢復。
用於單片機系統的干擾抑制元件
1.去耦電容
每個集成電路的電源、地之間應配置一個去耦電容,它可以濾掉來自電源的高頻雜訊。作為儲能元件,它吸收或提供該集成電路內部三極體導通、截止引起的電流變化(di/dt),從而降低系統雜訊。要選高頻特性好的獨石電容或瓷片電容作去耦電容。每塊印製電路板電源引入的地方要安放一隻大容量的儲能電容。由於電解電容的纏繞式結構,其分布電感較大,對濾除高頻干擾信號幾乎不起作用。使用時要與去耦電容成對使用。鉭電容則比電解電容效果更好。
2.抑制高頻的電感
用粗漆包線穿入軸向有幾個孔的鐵氧體芯,就構成了高頻扼制器件。將其串入電源線或地線中可阻止高頻信號從電源/地線引入。這種元件特別適用於隔開一塊印製電路板上的模擬電路區、數字電路區、以及大功率驅動區的供電。應該注意的是它必須放在該區儲能電容與電源之間而不能放在儲能電容與用電器件之間。
3.自恢復保險絲
這是用一種新型高分子聚合材料製成的器件,當電流低於其額定值時,它的直流電阻只有零點幾歐。而電流大到一定程度,它的阻值迅速升高,引起發熱,而越熱電阻越大,從而阻斷電源電流。當溫度降下來以後能自動恢復正常。這種器件可防止cmos器件在遇到強沖擊型干擾時引起所謂「可控硅觸發」現象。這種現象指集成電路矽片的基體變得導通,從而引起電流增大,導致cmos集成電路發熱乃至燒毀。
4.防雷擊器件
室外使用的單片機系統或電源線、信號線從室外架空引入室內的,要考慮系統的防雷擊問題。常用的防雷擊器件有:氣體放電管,tvs(transient voltage supervention)等,氣體放電管是當電源電壓大於某一值時,通常為數十伏或數百伏,氣體擊穿放電,將電源線上強沖擊脈沖導入大地,tvs可以看成兩個並聯且方向相反的齊納二極體,當電兩端電壓高於某一額定值時導通。其特點是可以瞬態通過數百乃至上千安培的電流。這類元器件要和抗共模和抗差模干擾的電感配合使用以提高抗干擾效果。
提高單片機系統抗干擾能力的主要手段
1.接地
這里的接地指接大地,也稱作保護地。為單片機系統提供良好的地線,對提高系統的抗干擾能力極為有益。特別是對有防雷擊要求的系統,良好的接地至關重要。上面提到的一系列抗干擾元件,意在將雷擊、浪涌式干擾以及快脈沖群干擾去除,而去除的方法都是將干擾引入大地,如果系統不接地,或雖有地線但接地電阻過大,則這些元件都不能發揮作用。為單片機供電的電源的地俗稱邏輯地,它們和大地的地的'關系可以相通、浮空、或接一電阻,要視應用場合而定。不能把地線隨便接在暖氣管子上。絕對不能把接地線與動力線的火線、零線中的零線混淆。
2.隔離與屏蔽
典型的信號隔離是光電隔離。使用光電隔離器件將單片機的輸入輸出隔離開,一方面使干擾信號不得進入單片機系統,另一方面單片機系統本身的雜訊也不會以傳導的方式傳播出去。屏蔽則是用來隔離空間輻射的,對雜訊特別大的部件,如開關電源,用金屬盒罩起來,可減少雜訊源對單片機系統的干擾。對特別怕干擾的模擬電路,如高靈敏度的弱信號放大電路可屏蔽起來。而重要的是金屬屏蔽本身必須接真正的地。
3.濾波
濾波指各類信號按頻率特性分類並控制它們的方向。常用的有各種低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器。低通濾波器用在接入的交流電源線上,旨在讓50周的交流電順利通過,將其它高頻雜訊導入大地。低通濾波器的配置指標是插入損耗,選擇的低通濾波器插入損耗過低起不到抑制雜訊的作用,而過高的插入損耗會導致「漏電」,影響系統的人身安全性。高通、帶通濾波器則應根據系統中對信號的處理要求選擇使用。
印製電路板的布線與工藝
印製電路板的設計對單片機系統能否抗干擾非常重要。要本著盡量控制雜訊源、盡量減小雜訊的傳播與耦合,盡量減小雜訊的吸收這三大原則設計印製電路板和布線。當你設計單片機用印製電路板時,不仿對照下面的條條檢查一下。
印製電路板要合理區分,單片機系統通常可分三區,即模擬電路區(怕干擾),數字電路區(即怕干擾、又產生干擾),功率驅動區(干擾源)。
印刷板按單點接電源、單點接地原則送電。三個區域的電源線、地線由該點分三路引出。雜訊元件與非雜訊元件要離得遠一些。
時鍾振盪電路、特殊高速邏輯電路部分用地線圈起來。讓周圍電場趨近於零。i/o驅動器件、功率放大器件盡量靠近印刷板的邊,靠近引出接插件。
能用低速的就不用高速的,高速器件只用在關鍵的地方。
使用滿足系統要求的最低頻率的時鍾,時鍾產生器要盡量靠近用到該時鍾的器件。
石英晶體振盪器外殼要接地,時鍾線要盡量短,且不要引得到處都是。
使用45度的折線布線,不要使用90度折線,以減小高頻信號的發射。
單面板、雙面板,電源線、地線要盡量的粗。信號線的過孔要盡量少。
層板比雙面板雜訊低20db。6層板比4層板雜訊低10db。經濟條件允許時盡量用多層板。關鍵的線盡量短並要盡量粗,並在兩邊加上保護地。將敏感信號和雜訊場帶信號通過一條扁帶電纜引出的話,要用地線-信號-地線的方式引出。石英振盪器下面、雜訊敏感器件下面要加大地的面積而不應該走其它信號線。任何信號線都不要形成環路,如不可避免,環路應盡量小。時鍾線垂直於i/o線比平行於i/o線干擾小,時鍾線要遠離i/o線。對a/d類器件,數字部分與模擬部分寧可繞一下也不要交叉。雜訊敏感線不要與高速線、大電流線平行。單片機及其它ic電路,如有多個電源、地端的話,每端都要加一個去耦電容。單片機不用的i/o埠要定義成輸出。每個集成電路要加一個去耦電容,要選高頻信號好的獨石電容式瓷片電容作去耦電容。去耦電容焊在印製電路板上時,引腳要盡量短。從高雜訊區來的信號要加濾波。繼電器線圈處要加放電二極體。可以用串一個電阻的辦法來軟化i/o線的跳變沿或提供一定的阻尼。用大容量的鉭電容或聚脂電容而不用電解電容作電路充電的儲能電容。因為電解電容分布電感較大,對高頻無效。使用電解電容時要與高特性好的去耦電容成對使用。需要時,電源線、地線上可加用銅線繞制鐵氧體而成的高頻扼流器件阻斷高頻雜訊的傳導。弱信號引出線、高頻、大功率引出電纜要加屏蔽。引出線與地線要絞起來。印刷板過大、或信號線頻率過高,使得線上的延遲時間大於等於信號上升時間時,該線要按傳輸線處理,要加終端匹配電阻。盡量不要使用ic 插座,把ic直接焊在印刷板上,ic座有較大的分布電容。
2.2 切斷干擾傳播路徑
按干擾的傳播路徑可分為傳導干擾和輻射干擾兩類。
所謂傳導干擾是指通過導線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾雜訊和有用信號的頻帶不同,可以通過在導線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾雜訊的傳播,有時也可加隔離光耦來解決。電源雜訊的危害最大,要特別注意處理。
所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距離,用地線把它們隔離和在敏感器件上加屏蔽罩。
切斷干擾傳播路徑的常用措施如下:
(1)充分考慮電源對單片機的影響。電源做得好,整個電路的抗干擾就解決了一大半。許多單片機對電源雜訊很敏感,要給單片機電源加濾波電路或穩壓器,以減小電源雜訊對單片機的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當然條件要求不高時也可用100Ω電阻代替磁珠。
(2)如果單片機的I/O口用來控制電機等雜訊器件,在I/O口與雜訊源之間應加隔離(增加π形濾波電路)。
(3)注意晶振布線。晶振與單片機引腳盡量靠近,用地線把時鍾區隔離起來,晶振外殼接地並固定。
(4)電路板合理分區,如強、弱信號,數字、模擬信號。盡可能把干擾源(如電機、繼電器)與敏感元件(如單片機)遠離。
(5)用地線把數字區與模擬區隔離。數字地與模擬地要分離,最後在一點接於電源地。A/D、D/A晶元布線也以此為原則。
(6)單片機和大功率器件的地線要單獨接地,以減小相互干擾。大功率器件盡可能放在電路板邊緣。
(7)在單片機I/O口、電源線、電路板連接線等關鍵地方使用抗干擾元件如磁珠、磁環、電源濾波器、屏蔽罩,可顯著提高電路的抗干擾性能。
2.3 提高敏感器件的抗干擾性能
提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮盡量減少對干擾雜訊的拾取,以及從不正常狀態盡快恢復的方法。
提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下:
(1)布線時盡量減少迴路環的面積,以降低感應雜訊。
(2)布線時,電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外,更重要的是降低耦合雜訊。
(3)對於單片機閑置的I/O口,不要懸空,要接地或接電源。其它IC的閑置端在不改變系統邏輯的情況下接地或接電源。
(4)對單片機使用電源監控及看門狗電路,如: IMP809,IMP706,IMP813,
X5043,X5045等,可大幅度提高整個電路的抗干擾性能。
(5)在速度能滿足要求的前提下,盡量降低單片機的晶振和選用低速數字電路。
(6)IC器件盡量直接焊在電路板上,少用IC座。
2.4 其它常用抗干擾措施
(1)交流端用電感電容濾波:去掉高頻低頻干擾脈沖。
(2)變壓器雙隔離措施:變壓器初級輸入端串接電容,初、次級線圈間屏蔽層與初級間電容中心接點接大地,次級外屏蔽層接印製板地,這是硬體抗干擾的關鍵手段。次級加低通濾波器:吸收變壓器產生的浪涌電壓。
(3)採用集成式直流穩壓電源: 有過流、過壓、過熱等保護作用。
(4)I/O口採用光電、磁電、繼電器隔離,同時去掉公共地。
(5)通訊線用雙絞線:排除平行互感。
(6)防雷電用光纖隔離最為有效。
(7)A/D轉換用隔離放大器或採用現場轉換:減少誤差。
(8)外殼接大地:解決人身安全及防外界電磁場干擾。
(9)加復位電壓檢測電路。防止復位不充分, CPU就工作,尤其有EEPROM的器件,復位不充份會改變EEPROM的內容。
(10)印製板工藝抗干擾:
① 電源線加粗,合理走線、接地,三匯流排分開以減少互感振盪。
② CPU、RAM、ROM等主晶元,VCC和GND之間接電解電容及瓷片電容,去掉高、低頻干擾信號。
③ 獨立系統結構,減少接插件與連線,提高可靠性,減少故障率。
④ 集成塊與插座接觸可靠,用雙簧插座,最好集成塊直接焊在印製板上,防止器件接觸不良故障。
⑤ 有條件的採用四層以上印製板,中間兩層為電源及地。
;C. 數控機床都有哪些抗干擾措施
一、干擾產生的原因:電火花機床利用高頻放電對工件腐蝕加工,高頻對智能糾錯控制器產生干擾。干擾一般是指那些與信號無關的,在信號輸入、傳輸和輸出過程中出現的一些不確定的有害的電氣瞬變現象。這些瞬變現象會使數控系統中的數據在傳輸過程中發生變化,增大誤差,使局部裝置或整個系統出現異常情況,引起故障。干擾源的產生主要有以下幾種情況:
①電源干擾:由於電網覆蓋范圍廣,存在多種設備共享一個電網,尤其是電網內部的變化,電源開關操作、雷擊浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態沖擊等,都通過輸電線路傳到電源原邊,使電壓暫變,導致電網電壓波動。此外,電源線在傳輸過程也會產生雜訊以及快速瞬變的脈沖串,污染電網。
②輻射干擾:電磁或電場在自然界中無處不在。工作中的電火花穿孔機除了受到電場的作用外還受到了磁場的作用。電火花穿孔機在運行過程中,由於工作環境的惡劣性,不可避免的會受到電磁干擾。
③數字信號和模擬信號間的干擾:電火花穿孔機在工作過程中,由於整套設備涉及到的器件較多,既有AC380V、AC220V交流電信號,又有DV24V、DC5V的各種低壓直流電信號。用來傳遞信號的電纜,在走線過程中,有時會由於模擬信號輸出設備或由伺服驅動器或變頻器產生的干擾引起誤動作發生,影響設備的正常工作;用來傳遞I/O輸入/輸出信號的頻率受到時鍾頻率和諧波干擾,加上線路走線不當,使數字信號線和模擬信號線不可避免的會受到外來干擾信號的干擾,各種信號線相互之間也會通過線間耦合等產生干擾。
二、抗干擾的措施:這些措施主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟體處理等。
①屏蔽技術:屏蔽是目前採用zui多也是zui有效的一種方式。屏蔽技術切斷輻射電磁雜訊的傳輸途徑通,常用金屬材料或磁性材料把所需屏蔽的區域包圍起來,使屏蔽體內外的場相互隔離,切斷電磁輻射信號,以保護被屏蔽體免受干擾,屏蔽分為電場屏蔽、磁場屏蔽及電磁屏蔽。在實際工程應用時,對於電場干擾時,系統中的強電設備金屬外殼(伺服驅動器、變頻器、驅動器、開關電源、電機等)可靠接地實現主動屏蔽;敏感設備如智能糾錯裝置等外殼應可靠接地,實現被動屏蔽;強電設備與敏感設備之間距離盡可能遠;高電壓大電流動力線與信號線應分開走線,選用帶屏蔽層的電纜,對於磁場干擾,選用高導磁率的材料,如玻莫合金等,並適當增加屏蔽體的壁厚;用雙絞線和屏蔽線,讓信號線與接地線或載流回線扭絞在一起,以便使信號與接地或載流回線之間的距離zui近;增大線間的距離,使得干擾源與受感應的線路之間的互感盡可能地小;敏感設備應遠離干擾源強電設備變壓器等。
②隔離技術:隔離就是用隔離元器件將干擾源隔離,以防干擾竄入設備,保證電火花機床的正常運行。常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法。
(1)光電隔離:光電隔離能有效地抑制系統雜訊,消除接地迴路的干擾。在智能糾錯系統的輸入和輸出端,用光耦作介面,對信號及雜訊進行隔離;在電機驅動控制電路中,用光耦來把控制電路和馬達高壓電路隔離開。
(2)變壓器隔離是一種用得相當廣泛的電源線抗干擾元件,它zui基本的作用是實現電路與電路之間的電氣隔離,從而解決地線環路電流帶來的設備與設備之間的干擾,同時隔離變壓器對於抗共模干擾也有一定作用。隔離變壓器對瞬變脈沖串和雷擊浪涌干擾能起到很好的抑製作用,對於交流信號的傳輸,一般使用變壓器隔離干擾信號的辦法。
(3)繼電器隔離,繼電器的線圈和觸點之間沒有電氣上的。因此,可以利用繼電器的線圈接受電氣信號,而用觸點發送和輸出信號,從而避免強電和弱電信號之間的直接,實現了抗干擾隔離。
③濾波技術:濾波技術是抑制干擾的一種有效措施。濾波器是由集總參數R、L、C構成等效電路。具有分離信號、抑制干擾、阻抗變換與阻抗匹配和延遲信號等功能。採用濾波器可以很好的濾波設備電路中的有害成分,提高設備的可靠性。在數控機床上,為了抑制高頻對智能控制裝置的干擾。可採用低通濾波器濾除電路中的高頻成分,改善電源質量。對於各類觸點或開關,在閉合或斷開瞬間因觸點抖動所引起的干擾,抑制感性負載在切斷電源瞬間所產生的反向勢,可以採用阻容濾波來排除,這樣可以將電感線圈的磁場釋放出來的能力,轉化為電容器電場的能量儲存起來,以降低能耗。採用L-C濾波器則會降低負載阻抗,從而增加濾波效果,發揮濾波器的作用,降低干擾。
④接地處理:將電路、設備機殼等與作為零電位的一個公共參考點(大地)實現低阻抗的連接,稱之謂接地。接地的方式主要有:保護接地、工作接地、屏蔽接地。接地的目的有兩個:一是為了減小干擾;二是為了人身安全。為了降低安全事故的發生,安全接地保護接地端子與電氣設備的機殼底盤等應實現良好的搭接,做到真正的和大地相連。在數控機床的電櫃中,接地排厚度不得低於3mm(銅板),接入大地的接地電阻應小4歐姆;系統內的保護地線,應用盡量粗和短的黃綠雙色線連接到接地排上,並且避免構成環路;可以減少與其他設備的相互電磁干擾。為了避免數控機床在工作過程中的共地線阻抗干擾和地環路干擾以及共模電流輻射干擾發生,工作接地極為重要。工作接地方式有浮地、單點接地、多點接地和混合接地。
⑤軟體抗干擾:用軟體來識別有用信號和干擾信號,並濾除干擾信號的方法,稱為軟體濾波。一般通過信號時間、空間和屬性來判斷是有用信號還是干擾信號。當電磁干擾使數控系統的程序跑飛時,看門狗能夠幫助系統自動恢復正常運行。
D. 如何阻擋電磁波干擾
阻擋電磁波干擾的方法:
1、高壓特別是超高壓輸電線路應遠離住宅、學校、運動場等人群密集區。使用電腦時,應選用低輻射顯示器,並保持人體與顯示屏正面不少於75cm的距離,側面和背面不少於90cm,最好加裝屏蔽裝置。
2、應嚴格控制移動通信基站的密度,確保設置在市區內的各種移動通信發射基站天線高於周圍建築,在幼兒園、學校校舍、醫院等建築周圍一定范圍內不得建立發射天線。
3、為減輕家庭居室內電磁污染及其有害作用,應經常對居室通風換氣,保持室內空氣暢通。科學使用家用電器:例如,觀看電視或家庭影院、收聽組合音響時,應保持較遠距離,並避免各種電器同時開啟;使用電腦或電子游戲機持續時間不宜過長等。
4、使用手機電話時,盡量減少通話時間;手機天線頂端要盡可能偏離頭部,盡量把天線拉長;在手機電話上加裝耳機等。
5、另外,可每天服用一定量的維生素C或者多吃些富含維生素C的新鮮蔬菜,如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等;多食用新鮮水果如柑橘、棗等。飲食中也注意多吃一些富含維生素A、C和蛋白質的食物,如西紅柿、瘦肉、動物肝臟、豆芽等醫學教|育網整|理;經常喝綠茶。這些飲食措施,可在一定程度上起到積極預防和減輕電磁輻射對人體造成傷害的作用。
E. 為了提高電子設備的防電磁泄漏和抗干擾能力,可採取的主要措施是
綠波傑能認為,有如下方法可供選擇:
第一,加裝專用濾波器;
第二,加裝專用電抗器;
第三,換用雙絞屏蔽線進行連接;
第四,做好接地;
第五,給設備定製屏蔽外殼等;