数据采集与处理技术10-12章.ppt

数据采集与处理技术是信息技术领域中的关键环节，涉及到从信号源获取信息并进行有效处理以提取有价值的数据。在10-12章中，重点讨论了数据采集系统中的抗干扰技术，这是确保数据准确性和可靠性的核心问题。 我们要了解干扰的来源。干扰分为内部干扰和外部干扰。内部干扰源于系统内部电子元件自身的噪声，例如电路板上的电磁辐射或者元器件热噪声。外部干扰则是由外部环境引入的，比如附近电气设备运行时产生的电磁场，或者是偶发的闪电、供电系统继电保护动作等。 根据干扰出现的规律，可以将其划分为固定干扰、半固定干扰和随机干扰。固定干扰通常来自持续运行的设备，半固定干扰则源自偶尔使用的电气设备，而随机干扰是不可预见的，如天气因素或突发的电气事件。 从干扰产生和传播的方式来看，主要有四种类型： 1. 静电干扰：通过电容耦合，当电场变化时，会在邻近导体上感应出电压。 2. 磁场耦合干扰：由交变磁场在传输线中感应出的电压，常见于靠近动力线或电动机的地方。 3. 电磁辐射干扰：高频设备产生的电磁波通过空间辐射，耦合到电路中。 4. 电导通路耦合干扰：由于公共阻抗的存在，不同回路间的电位差导致的干扰，特别是接地问题。 5. 漏电耦合干扰：电路绝缘不良导致的漏电流形成的干扰。 干扰还可以按照与输入信号的关系分为串模（差模）干扰和共模干扰。串模干扰是干扰信号与被测信号串行，而共模干扰则出现在信号地和仪器地（大地）之间，尽管理论上共模干扰不会直接导致误差，但在实际中，由于系统不对称，共模干扰会转化为差模干扰，影响数据采集的精度。 为了对抗这些干扰，供电系统的抗干扰措施至关重要。使用隔离变压器可以有效地隔离电网与数据采集系统，防止地电位差导致的环路电流和共模干扰。此外，还可以通过滤波、屏蔽、正确的接地策略以及选择低噪声的元器件和电源来进一步减少干扰。 在设计数据采集系统时，必须充分考虑这些抗干扰技术，以确保系统能够在各种复杂环境中稳定工作，提供准确、无噪声的数据。通过深入理解干扰的来源和传播方式，并采取相应的措施，可以显著提高数据采集的质量，这对于科学研究、工业控制和许多其他应用都是至关重要的。