2021/10/08
在以前的技术专栏中，已经说明过在模拟信号测量中重要的是模拟量输入接口及其外围附件的选择，此次着眼于外围附件中的电缆，说明提高模拟信号精度的方法。
干扰的侵入路径有多种，有时信号测量设备或测量对象设备受到干扰，而设备间的连接电缆有时也会受到干扰。数字信号用“1”或“0”2个值表示，例如施加干扰后未超过阈值时，数字量输入接口侧的结果不发生变化。
而模拟信号在受到干扰后发生信号失真时，含有失真的信号将直接施加于模拟量输入接口侧。由于受到干扰后信号品质会下降，为准确地测量信号必须采取干扰对策。
將电缆視為天线, 接收到穿越空间而来的干扰是多余电磁波，接收的干扰被施加到测量信号就会导致测量精度恶化。使用屏蔽电缆连接可有效去除飞来干扰。
屏蔽电缆是使用金属屏蔽层包裹信号线的电缆。屏蔽层是将铜或铝等原材料做成的编织物或箔。
飞来电磁波干扰被覆盖的金属编织物或箔吸收后，通过接地的FG排出干扰，因此具有防止信号线受到电磁波干扰的作用。
进行屏蔽层接地时，只需电缆的一侧接地即可，另一侧处于开路状态可能有利于信号稳定。如果两侧都接地，在设备间会形成巨大的地线回路，经过地线更易于接收共模干扰。
本公司备有各种已采取干扰对策的用于测量板的电缆及附件。可在考虑与目标设备的各种连接方法的基础上选择合适的屏蔽电缆。各个产品所适用的电缆可从下述网页选择，下面介绍我们推荐的一部分屏蔽电缆。
双绞线是将2根配对的信号线捻成螺旋状的电缆。也称为双捻线。
双信号线互为平行时，飞来干扰的电磁波将产生磁场，随之发生电动势并流动感应电流，这就是干扰源。作为对策，可将信号线捻合，从而通过每个螺旋形状使电动势方向发生逆转。由此，使电动势与干扰相互抵消，可降低飞来干扰的影响。
各电缆对干扰的实效性如下图所示。
抗干扰性能最差的是平行双线结构，对感应干扰、静电干扰都处于无防备状态。次之的是双绞线，虽然可减少感应干扰，但对静电干扰处于无防备状态。其次是屏蔽电缆，虽然可减少静电干扰，但对感应干扰处于无防备状态。抗干扰性能最强的是在双绞线上组合屏蔽的电缆，对感应干扰、静电干扰均有效。
CR电路由传感器输出电阻、电缆电阻成分及杂散电容量构成。因此，电缆长度越长，越容易导致输出信号的电压下降或波形失真。尽量选择电缆长度短的电缆（0.5m~1.5m左右），可减少影响。
在不影响抗干扰性的同时进行长距离信号传输时，可采用电流信号來取代电压信号。
在电压信号为0~10V的测量环境下，施加10V的干扰电压时，接收设备侧直接受到与信号电压同等的干扰电压。
而在电流信号为4~20mA的测量环境下，施加10V的干扰电压时，影响程度会有差异。
从电流输出信号源的输出端子观察的信号源电阻值一般为1MΩ以上。由此，干扰电压10V引起的、接收电阻250Ω中的电流值为I = 10（V） / 106（Ω） = 0.01（mA）。结果可知，干扰大小成为电流信号20mA的1/2,000，干扰对测量结果的影响变小。
为了提高模拟信号的可靠性，除设备的选择以外，还必须重视连接电缆。康泰克备有包括电缆在内的各种附件，以满足干扰对策及功能扩展等需求。
解决方案咨询
查看所有文章
To PageTop