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温度变送器的屏蔽作用
发布时间:2024-06-20

温度变送器的屏蔽作用

温度变送器是工业自动化控制系统中不可或缺的关键部件,其主要作用是将温度传感器检测到的温度信号转换为标准的电信号,方便后续仪表或控制系统进行处理。然而,在实际工业环境中,各种电磁干扰源(如变频器、电机、高压线等)会产生大量的电磁干扰信号,这些干扰信号会叠加到温度变送器的信号传输线路中,导致测量精度下降,甚至出现错误的测量结果。为了保证温度变送器在复杂电磁环境下能够稳定可靠地工作,必须采取有效的屏蔽措施。

电磁干扰的类型及危害

工业现场常见的电磁干扰类型主要有:

电磁传导干扰:通过导线或电路板上的印制线进行传播的干扰。 电磁辐射干扰:通过空间以电磁波的形式进行传播的干扰。

这些电磁干扰会对温度变送器造成以下危害:

降低测量精度:干扰信号叠加到有用信号上,导致测量结果出现偏差。 产生测量误差:强烈的干扰信号可能会淹没有用信号,导致测量结果完全错误。 影响系统稳定性:干扰信号可能引发温度变送器工作异常,甚至导致系统崩溃。

温度变送器的屏蔽原理

屏蔽是抑制电磁干扰的重要手段之一,其基本原理是利用导电材料反射或吸收电磁波,阻止其进入需要保护的区域。温度变送器的屏蔽主要针对信号传输线路和内部电路进行,常见的屏蔽方式包括:

电缆屏蔽:采用屏蔽电缆传输信号,屏蔽层通常由金属编织网、金属箔或导电塑料构成,将信号线包裹起来,形成一个封闭的导电回路,阻止电磁波的辐射和传导。 外壳屏蔽:将温度变送器的电路板和元器件封装在金属外壳内,外壳接地,形成一个法拉第笼,有效隔离外部电磁干扰。 电路板屏蔽:在电路板上设置专门的屏蔽区域,将对电磁干扰敏感的电路部分隔离保护起来,或采用金属屏蔽罩覆盖敏感元器件。

选择合适的屏蔽材料

屏蔽材料的选择对屏蔽效果至关重要,应根据实际应用环境和干扰源的特性选择合适的材料。常用的屏蔽材料包括:

铜:导电性能优异,屏蔽效果好,但价格相对较高。 铝:价格低廉,易于加工,但屏蔽效果略逊于铜。 镀锡铜:综合了铜和锡的优点,具有良好的导电性和抗腐蚀性能。 导电塑料:重量轻,易于成型,适用于对重量要求较高的场合。

选择屏蔽材料时,应考虑以下因素:

屏蔽效能:不同的材料具有不同的屏蔽效能,应根据干扰信号的频率和强度选择合适的材料。 成本:不同材料的价格差异较大,应根据实际 budgetary situation 做出选择。 加工性能:屏蔽材料应易于加工成型,方便安装和维护。 环境适应性:应考虑温度、湿度、腐蚀等环境因素对屏蔽材料性能的影响。

接地技术

良好的接地是保证屏蔽 effectiveness 的关键,屏蔽层必须可靠接地,才能将干扰信号 shunt 到大地。接地方式应根据具体情况选择,常用的接地方式包括:

单点接地:适用于频率较低的干扰信号,将所有屏蔽层连接到同一个接地点。 多点接地:适用于频率较高的干扰信号,将屏蔽层在多个点接地,降低接地阻抗。

接地时应注意以下事项:

接地线应尽可能短而粗,降低接地阻抗。 接地点应选择在电势稳定的位置,避免形成地环路。 定期检查接地系统的可靠性,确保接地良好。

总结

温度变送器的屏蔽是保证其 measurement accuracy 和系统 stability 的重要环节。选择合适的屏蔽材料,采用合理的屏蔽结构和接地方式,可以有效地抑制电磁干扰,确保温度变送器在复杂 industrial environment 下能够稳定可靠地工作,为工业自动化控制系统提供 accurate and reliable 的温度 measurement data 。

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