低功耗壓力傳感器在工作時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到各種干擾,導(dǎo)致壓力傳感器不能準(zhǔn)確測(cè)量。壓力傳感器信號(hào)傳輸過(guò)程中干擾的形成必須具備三項(xiàng)因素,即干擾源、干擾途徑以及對(duì)噪聲敏感性較高的接收電路。因此消除或減弱噪聲干擾的方法可以針對(duì)這三項(xiàng)中的其中任意一項(xiàng)采取措施。在壓力傳感器檢測(cè)電路中比較常用的方法,是對(duì)干擾途徑及接收電路采取相應(yīng)的措施以消除或減弱噪聲干擾,下面介紹低功耗壓力傳感器的屏蔽抗干擾技術(shù)。
利用金屬材料制成容器將需要保護(hù)的電路包在其中,可以有效防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)的干擾,此種技術(shù)稱為屏蔽技術(shù)。屏蔽又可分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻磁屏蔽等。這也是低功耗壓力傳感器為什么常采用金屬外殼的重要原因。
1、低頻磁屏蔽:
干擾如為低頻磁場(chǎng),這時(shí)的電渦流現(xiàn)象不太明顯,只用上述方法抗干擾效果并不太好,因此必須采用采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層,以便把低頻干擾磁感線限制在磁阻很小的磁屏蔽層內(nèi)部。使被保護(hù)電路免受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。這種屏蔽方法一般稱為低頻磁屏蔽。壓力傳感器檢測(cè)儀器的鐵皮外殼就起低頻磁屏蔽的作用。若進(jìn)一步將其接地,又同時(shí)起靜電屏蔽和電磁屏蔽的作用。
基于以上三種常用的屏蔽技術(shù),因此在干擾比較嚴(yán)重的她方,可以采用復(fù)合屏蔽電纜,即外層是低頻磁屏蔽層。內(nèi)層是電磁屏蔽層達(dá)到雙重屏蔽的作用。例如電容式壓力傳感器在實(shí)際測(cè)量時(shí)其寄生電容是必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題,否則其傳輸效率、靈敏度都要變低。必須對(duì)壓力傳感器進(jìn)行靜電屏蔽,而其電極引出線就采用雙層屏蔽技術(shù),一般稱之為驅(qū)動(dòng)電纜技術(shù)。用這種方法可以有效的克服壓力傳感器在使用過(guò)程中的寄生電容。
2、電磁屏蔽:
對(duì)于高頻干擾磁場(chǎng),利用電渦流原理,使高頻干擾電磁場(chǎng)在屏蔽金屬內(nèi)產(chǎn)生電渦流,消耗干擾磁場(chǎng)的能量,渦流磁場(chǎng)抵消高頻干擾磁場(chǎng),從而使被保護(hù)電路免受高頻電磁場(chǎng)的影響。這種屏蔽法就稱為電磁屏蔽。若電磁屏蔽層接地,同時(shí)兼有靜電屏蔽的作用。壓力傳感器的輸出電纜一般采用銅質(zhì)網(wǎng)狀屏蔽,既有靜電屏蔽又有電磁屏蔽的作用。屏蔽材料必須選擇導(dǎo)電性能良好的低電阻材料,如銅、鋁或鍍銀銅等。
3、靜電屏蔽:
根據(jù)電磁學(xué)原理,置于靜電場(chǎng)中的密閉空心導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電場(chǎng)線,其內(nèi)部各點(diǎn)等電位。用這個(gè)原理,以銅或鋁等導(dǎo)電性良好的金屬為材料,制作密閉的金屬容器,并與地線連接,把需要保護(hù)的電路置于其中,使外部干擾電場(chǎng)不影響其內(nèi)部電路,反過(guò)來(lái),內(nèi)部電路產(chǎn)生的電場(chǎng)也不會(huì)影響外電路。這種方法就稱為靜電屏蔽。