18、测量链中的电磁影响与校准方法

测量链中的电磁影响与校准方法

1. 电磁感应电压分析

电磁感应现象在测量链中会产生感应电压，其计算公式为：
$U_I = A \frac{dB}{dt} = A \frac{d}{dt} (B \sin(2\pi f t)) = A \cdot B \cdot 2\pi f \cdot \cos(2\pi f t)$
当余弦函数取值为 1 时，可得到感应电压的幅值：
$U_I = A \cdot B \cdot 2\pi f = 0.6m^2 \cdot 100 \cdot 10^{-6} \frac{Vs}{m^2} \cdot 2\pi \cdot 50 \frac{1}{s} = 19mV$
由此可得出以下结论：
- 对于常见的 10V 范围信号，电容性和电感性耦合电压已成为不可忽视的干扰源。
- 电容性干扰在电场高频（如变频器、开关操作、电弧）以及传感器内阻较高时影响更强。
- 电感性干扰在高频和导体间面积较大时影响更大（将导体间距减小到 2mm 可使感应电压降至 1.9mV）。
- 短线路以及测量线与干扰源保持较大距离可减少这两种干扰。

2. 干扰纠正措施

纠正措施可根据影响类型分为以下三类：
- 消除干扰源 ：例如消除通过电源单元的工作电路耦合；临时断开射频源、手机等。
- 组织措施 ：空间上分离干扰源和测量系统；在无干扰影响的时段进行测量；避免测量线和电源线相邻铺设。
- 消除测量中的干扰影响 ：分离接地环路；屏蔽电缆；使用测量放大器等。 <