降低 EMI 对仪器信号影响的 8 大秘诀

 
电磁干扰(简称“EMI”)常见于工业环境,可能会对仪器信号的准确性产生负面影响 - 以下这些技巧和建议可以协助您在高度噪音的环境中确保准确测量 ...

 

工业环境中常见的部分 EMI 来源包括:变频传动器、软启动电机启动器、SCR 加热器控制器、电源和辅助触点、交流和直流电机、交流和直流发电机、开关电源、电源线路(可辐射 50 Hz/60 Hz 噪音)、对讲机、电弧焊、荧光灯镇流器、静电放电、闪电等等。

 

如何降低 EMI 的影响

以下技巧有助于降低 EMI 对仪器信号的影响。

 

1.始终将电源线路和仪器信号线穿过不同的导管或分离的线槽。在控制面板中,应在尽可能实际的情况下确保此类分离。

 

2.如果仪器线路必须与电源线路交叉,应以直角方式交叉,同时尽可能保持分离。

 

3.仪器线路应避免形成线圈,应尽可能保持线路笔直。

 

4.使用屏蔽双绞线缆传输仪器信号。绞线可令 EMI 对两根线路的影响相同,从而大幅度降低因 EMI 造成的误差。用屏蔽设计环绕仪器线路可避免 EMI 影响,同时为 EMI 所产生的电流提供接地路径。

 

5.将屏蔽装置的一端接地,最好是电气噪音最小的接地点。

 

6.电流信号本身受 EMI 的影响小于电压信号,因此不妨用隔离变送器将信号转换为行业标准的 A-20 mA 电流。这种方式提供以下优势:

 

  • 4-20 mA 信号受电气噪音的影响极小。
  • 与电压信号不同,4-20 mA 信号不会因长距离而衰减(在限制范围内)。
  • 大多数变送器可以编程为如果传感器发生故障,可将回路电流调节到极高或极低的水平。通常上限为 23 mA,下限为 3.5 mA。通过这种方式,4-20 mA 信号可将传感器故障通知系统。
  • 断开的电缆将造成电流为 0 mA,因此可轻松地检测到电缆故障。如果使用电压信号,下游仪器的高电阻抗会导致断开的线路像是“天线”。如果使用电压信号,EMI 很容易在线路上形成电压,造成线缆断路检测不可靠。
  • 隔离测量可让下游设备因较高的共模电压而受损,并消除因接地回路而导致的误差。
  • 隔离所测量的信号将阻止两根输入线路共同的 EMI。
  • 大多数变送器均有可调节的输出阻尼,让您能够避免 EMI 造成的信号不稳定性。

 

7.在控制面板中,尽可能缩短无屏蔽仪器线路的长度。确保无屏蔽的线路保持为紧密绞线,直至到达连接点。

 

8.在控制面板中,让仪器线路的路径远离面板中的 EMI 来源。热电偶和 RTD 信号特别容易因 EMI 而产生误差,因此对这类线缆在面板中的路径应格外小心。

 

遵守这些指导,将有助于在存在高度电磁兼容性(简称“EMC”)的环境中确保准确测量。

 


 

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隔离头部安装温度变送器示例:

5331A 2线可编程变送器

5331D 2线可编程变送器

5334A 2线可编程变送器

5334B 2线可编程变送器

采用 HART® 协议的 5337A 2线可编程变送器 

采用 HART® 协议的 5337D 2线可编程变送器 

 

隔离 DIN 轨道安装温度变送器示例:

4116 通用变送器

3104 隔离转换器

3337 HART 7 温度转换器,回路供电

5116A 可编程变送器

5116B 可编程变送器