究竟是什么干扰了你的模拟量？

工控论坛 · 2025-8-7 12:36:00

电压电流的变化通过导线传输时有二种形态，我们将此称做“共模”和“差模”。设备的电源线、电话等的通信线、与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路，至少有两根导线，这两根导线作为往返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体，这就是“地线”。干扰电压和电流分为两种：一种是两根导线分别做为往返线路传输；另一种是两根导线做去路，地线做返回路传输。前者叫“差模”，后者叫“共模”。

现场使用的显示仪表由于环境条件复杂，加之被测参数大多被转换成微弱的低电平电压信号，并经长距离传送到显示仪表，因此除有用的信号外，还会有一些与被测信号无关的干扰信号夹杂其中，它将影响测量结果的正确性，严重时会使仪表无法正常工作。现对产生干扰的途径及消除干扰的措施作一介绍。

干扰途径

干扰源在仪表内、外部都有可能存在。如在仪表外部，大功率用电设备、大功率变压器、电力网都可能成为干扰源。而在仪表内部，电源变压器、线圈、继电器、开关以及电源线等都可能成为干扰源。干扰源常通过以下途径进入仪表。

1、信号源与仪表之间的连接导线、仪表内部的配线通过磁耦合在电路中形成干扰。在大功率变压器、交流电机、电力线和周围空间都存在有很强的交流磁场，而闭合回路处在这种变化的磁场中将感应出电势。这种感应电势与有用信号相串联，当传感器与显示仪表距离较远时，这种串模干扰尤为突出。

2、干扰源通过电容的耦合在回路中形成干扰，它是两电场相互作用的结果。通过静电耦合的方式，能在两输入端感应出对地的共同电压，以共模干扰的形式出现，由于共模干扰不和信号相叠加，它不直接对仪表产生影响。但它能通过测量系统形成到地的泄漏电流，该泄漏电流通过电阻的耦合就能直接作用于仪表而产生干扰。电磁感应、静电感应所形成的干扰大多是工频干扰电压，但变频器、带整流子的电机等会产生谐波干扰。由于雷电的作用在电力线上也会感应出干扰电压。

3、在一些测温场合，当将热电偶电极直接焊于通电加热的金属件上，由于金属件在平行于电流方向的各点存在电位差，这时引入的干扰电压也是很大的。在高温状态下，耐火材料的绝缘电阻急剧下降，热电偶的瓷保护管、瓷珠的绝缘性能也会下降，则电炉电源电压通过耐火砖、热电偶套管、瓷珠等泄漏到热电偶丝上，在热电偶电极与地之间产生干扰电压。

4、大地中各个不同点之间往往存在电位差，尤其在大功率用电设备附近，当这些设备的绝缘性能下降时，电位差更大。而现场仪表在使用中，有时不注意会使回路存在两个以上的接地点，就会把不同接地点的电位差引入到显示仪表中而形成共模干扰。

5、当仪表的桥路电源接地时，除桥路输出不平衡信号电压以外，信号线对地还有一公共电压，该公共电压不是所要测量的信号电压，而是共模干扰的一种表现。

串模干扰

共模干扰

串模干扰（差模干扰）与共模干扰（接地干扰）。以主板上的两条PCB走线（连接主板各元件的导线）为例，所谓串模干扰，指的是两条走线之间的干扰；而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。

1、串模干扰

串模干扰（差模干扰）与共模干扰（接地干扰）。以主板上的两条PCB走线（连接主板各元件的导线）为例，所谓串模干扰，指的是两条走线之间的干扰；而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。

测量串模干扰电压，以往推荐用电子管电压表，在现场可使用有交流毫伏挡的数字万用表进行测量。如上图所示，把电压表跨接在仪表输人的正、负端之间测量，通常串模干扰电压大多在几毫伏到几十毫伏范围内。

2、共模干扰

共模干扰是指干扰电压出现在仪表任一输入端（正端或负端）对地之间的交流信号，这种干扰又称为“对地干扰”和“纵向干扰”。

测量共模干扰电压，可以用高阻电压表测量，也可使用数字万用表的交流电压挡进行测量。如上图所示，先把电压表接在仪表输人的正端与地之间测量，然后再把电压表接在仪表输人的负端与地之间测量，通常共模干扰电压大多在几伏到几十伏范围之内。

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