專家談測(cè)試:通過(guò)正確的線纜連接減少測(cè)量誤差
分離小信號(hào)和大信號(hào)
如果信號(hào)之間的強(qiáng)度比超過(guò)20:1,就應(yīng)該從物理上盡可能將他們分隔開來(lái)。 應(yīng)審查整個(gè)信號(hào)路徑, 包括布線和相鄰的連接。 所有未使用的線應(yīng)該接地或接低端,并放置在感應(yīng)線通道中。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或 ATE 系統(tǒng)中,在使用螺絲在接口上固定接線時(shí),切勿影響到臨近通道的連接和功能。
無(wú)線輻射干擾
大部分電壓測(cè)量?jī)x器, 如果周圍有高強(qiáng)度、 高頻率的信號(hào)時(shí), 可能會(huì)生成虛假讀數(shù)。高頻信號(hào)的可能來(lái)源包括附近的無(wú)線電和電視發(fā)射臺(tái)、 老款的計(jì)算機(jī)CRT監(jiān)視器和手機(jī)。高頻能量可能會(huì)耦合到數(shù)字萬(wàn)用表系統(tǒng)的布線中。 若要減少干擾,請(qǐng)嘗試讓纜線連接盡量減少地暴露在高頻射頻源附近。 如果您需要完成的測(cè)試對(duì)來(lái)自儀器的射頻輻射極其敏感, 這就需要一個(gè)扼流線圈, 使用在系統(tǒng)電纜連接中,如下所示, 以衰減儀器的輻射。 請(qǐng)注意, 您最有可能在您的計(jì)算機(jī)顯示器視頻輸入電纜上看到這種線圈。 看上去像圓柱型的,在它的中心 就會(huì)有一個(gè)小的扼流線圈。
熱電動(dòng)勢(shì)誤差
熱電動(dòng)勢(shì)誤差是在小直流電壓測(cè)量中最常見(jiàn)的來(lái)源。 當(dāng)您在不同的溫度下使用不同的金屬電路連接時(shí),會(huì)生成熱電勢(shì)電壓。每個(gè)金屬--金屬連接處,都會(huì)形成熱電偶, 它生成的電壓與連接處的溫度差成正比。 您應(yīng)采取必要的預(yù)防措施,盡量減少熱電偶電壓, 以及在低電壓測(cè)量中的溫度變化。 最佳的連接是使用銅--銅的卷壓連接方式。下表顯示了常見(jiàn)的不同金屬之間的連接產(chǎn)生的熱電勢(shì)。
磁場(chǎng)所造成的噪聲
如果您正在磁場(chǎng)附近測(cè)量, 您應(yīng)采取預(yù)防措施,避免測(cè)量連接中的感應(yīng)電壓。 如果在磁場(chǎng)中, 輸入的連接布線發(fā)生抖動(dòng), 或磁場(chǎng)發(fā)生變化,都可能感應(yīng)電壓。 在地球的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的無(wú)屏蔽、 裸露的輸入的導(dǎo)線, 可以生成幾個(gè)毫伏。 在交流電源線周圍, 不同的磁場(chǎng)還可以導(dǎo)致高達(dá)幾百毫伏的感應(yīng)電壓。在大電流的導(dǎo)體附近工作時(shí),您應(yīng)該特別小心。 如有可能,您應(yīng)該將布線遠(yuǎn)離磁場(chǎng)。在電動(dòng)馬達(dá)、 發(fā)電機(jī)、 電視和電腦CRT顯示器周圍, 磁場(chǎng)都普遍存在。 此外,如果在工作區(qū)域附近有磁場(chǎng), 操作時(shí)請(qǐng)確保您輸入的接線已經(jīng)拉直,并**固定好。使用雙絞線連接到儀器可以減少噪聲拾取的回路面積,或盡可能將電線緊密困在一起。 在校準(zhǔn)時(shí), 如果計(jì)量毫歐表和毫伏表, 磁場(chǎng)造成的測(cè)量波動(dòng)可能會(huì)引起比較大的問(wèn)題。 要減少這些波動(dòng), 我們可以構(gòu)建了一個(gè)金屬屏蔽箱, 隔離開儀表和周圍的磁場(chǎng)。 箱體上可以有一個(gè)小開口,開口只需足夠大,以讀取測(cè)量結(jié)果和更改設(shè)置。
低電平的 AC 測(cè)量誤差
當(dāng)測(cè)量的交流電壓小于 100 mV時(shí), 要知道這些測(cè)量都是特別容易受到外來(lái)噪聲源的影響,而引入錯(cuò)誤。 暴露的測(cè)試引線都可能成為天線, 內(nèi)部數(shù)字萬(wàn)用表將測(cè)量收到的信號(hào)。 整個(gè)測(cè)量路徑,包括電源線, 都可能成為一個(gè)環(huán)形天線。 回路中的電流, 在通過(guò)包括儀器輸入在內(nèi)的一系列串行阻抗后, 將產(chǎn)生電壓誤差。 出于這個(gè)原因, 您應(yīng)該使用屏蔽線,將低電平的 AC 電壓輸入儀器。 您還應(yīng)該將屏蔽連接到低端。 如果無(wú)法避免, 也一定要盡量減少接地回路的面積。相比于低阻抗源, 一個(gè)高阻抗源容易拾取到更多的噪聲。 您可以通過(guò)與儀器的輸入終端并聯(lián)一個(gè)電容的方法,來(lái)降低源的高頻阻抗。 您可能需要試驗(yàn),以確定適合您應(yīng)用的正確電容值。 大部分的外部噪聲是與輸入信號(hào)不相關(guān)的。 如下所示,您可以用這個(gè)公式確定誤差。
與被測(cè)件有關(guān)聯(lián)的噪聲,雖然極為少見(jiàn),但尤其有害。 這種噪聲將總是直接添加在輸入信號(hào)上。 測(cè)量低電平信號(hào)時(shí), 如果有同頻率的其它信號(hào)存在,例如與本地交流電源的頻率相同時(shí),是容易產(chǎn)生誤差的。如果在同一個(gè)開關(guān)卡或模塊上,切換大信號(hào)和小信號(hào)時(shí)必須十分小心。 因?yàn)樵谶@種情況下,有可能大信號(hào)的充電電源,會(huì)在小信號(hào)的的通道上釋放。 這時(shí),建議您可以使用兩個(gè)不同的模塊,或者將小信號(hào)通道與大信號(hào)通道分開, 在它們中間增加一個(gè)未使用的通道,連接到大地。
評(píng)論