继电器等都会产生这种磁场
继电器的工作原理

继电器的工作原理继电器是一种常用的电控开关设备,广泛应用于各种电路控制和自动化系统中。
它可以实现电路的开关、分合、保护和信号放大等功能。
继电器的工作原理基于电磁感应和电磁吸引力,通过控制电流来实现电路的开关操作。
继电器由电磁铁和触点组成。
电磁铁由线圈和铁芯构成,线圈一端接入控制电路,另一端接入电源。
当控制电路通电时,线圈中会产生磁场,磁场会使铁芯被吸引,进而改变触点的状态。
触点是继电器中的关键部件,它有常闭触点和常开触点两种类型。
常闭触点在继电器不通电时闭合,通电时打开;常开触点则相反,在继电器不通电时打开,通电时闭合。
触点的状态决定了继电器的工作状态。
当继电器的线圈通电时,电磁铁产生的磁场会使铁芯被吸引,触点的状态随之改变。
如果继电器是用来控制电路的开关操作,那末触点的闭合或者打开就会导致被控制电路的通断。
例如,当继电器的线圈通电时,常闭触点会断开,常开触点会闭合,从而使被控制电路断开;当继电器的线圈断电时,常闭触点会闭合,常开触点会断开,从而使被控制电路闭合。
继电器还可以实现信号放大的功能。
当继电器的线圈接收到微弱的控制信号时,通过电磁感应作用,可以使触点产生较大的开关动作,从而实现信号的放大。
这种特性使得继电器在电路中起到信号放大和隔离的作用,可以将微弱的信号转换为较大的信号,从而实现对其他设备的控制。
继电器的工作原理可以用以下步骤总结:1. 控制电路通电,线圈中产生磁场。
2. 磁场使铁芯被吸引,触点的状态发生改变。
3. 触点的状态变化导致被控制电路的通断。
4. 控制电路断电,线圈中的磁场消失。
5. 铁芯失去吸引力,触点恢复原来的状态。
继电器的工作原理使其在各种电路控制和自动化系统中得到广泛应用。
例如,在家庭中,继电器可以用来控制灯光、机电和电器设备的开关;在工业领域,继电器可以用来控制生产线的启停、机电的正反转和信号的放大等;在电力系统中,继电器可以用来保护电路和设备,实现过载保护、短路保护和接地保护等功能。
继电器吸合原理

继电器吸合原理一、继电器的概述继电器是一种电气控制装置,它利用电磁作用原理,通过小电流控制大电流,实现对电路的开关控制。
继电器由铁芯、线圈、触点等组成,其主要作用是在小功率控制信号的作用下,实现对大功率负载的控制。
二、继电器的分类根据其结构和功能特点,继电器可以分为多种类型。
其中常见的有:热继电器、时间继电器、固态继电器、机械式继电器等。
不同类型的继电器在结构和使用场合上存在差异。
三、继电器吸合原理1. 线圈产生磁场当外加直流或交流信号通过线圈时,线圈内会产生一个磁场。
这个磁场会引起铁芯内部原子排列发生变化,并使铁芯具有一定磁性。
2. 铁芯受到吸引力当线圈通入足够大的直流或交流信号时,铁芯内部原子排列发生极性变化。
此时铁芯具有强烈的磁性,并对周围物体产生吸引力。
铁芯的吸引力足以克服弹簧或其他装置的阻力,使触点闭合。
3. 触点闭合当铁芯受到足够的吸引力时,触点就会被磁性铁芯带动而闭合。
此时,继电器的控制电路就与被控制电路相连通了。
4. 触点断开当线圈通入电流停止时,铁芯失去磁性,吸引力消失。
此时,弹簧或其他装置的作用下,触点会迅速断开。
四、继电器吸合原理分析1. 线圈中产生磁场继电器中的线圈是由导体制成的。
当通过线圈内部传递直流或交流信号时,导体内部会产生一个磁场。
这个磁场会使铁芯上方和下方两端的原子排列发生变化,并使其具有一定的磁性。
2. 铁芯受到吸引力当线圈内传递足够大的直流或交流信号时,铁芯上方和下方两端具有相反极性。
这种极性差异会在铁芯上产生一个较强的磁场,吸引铁芯周围的物体。
3. 触点闭合当铁芯受到足够的吸引力时,触点就会被带动而闭合。
此时,继电器的控制电路就与被控制电路相连通了。
触点闭合后,被控制电路中的负载就可以正常工作。
4. 触点断开当线圈内传递的信号停止时,铁芯失去磁性,吸引力消失。
此时,弹簧或其他装置的作用下,触点会迅速断开。
被控制电路中的负载也随之停止工作。
五、继电器吸合原理应用继电器吸合原理广泛应用于各种自动化设备和控制系统中。
继电器的工作原理及应用

继电器的工作原理及应用1. 什么是继电器?继电器是一种电气控制设备,用于控制大电流或高电压的电器设备。
它基于电磁原理工作,将小电流的信号转换为大电流的信号,起到放大电流的作用。
继电器通常由电磁系统、机械系统和电气系统组成。
2. 继电器的工作原理继电器的工作原理是基于电磁感应的原理。
当输入电路中通过继电器的线圈时,会产生磁场,吸引或释放控制开关。
这种工作原理可以通过以下步骤来解释:1.激励电流:当有电流通过继电器的线圈时,会在继电器内部产生磁场。
2.磁场吸引:磁场会吸引可移动的铁芯,将触点连接到另一组电路,从而使电流流动。
3.接触状态:触点的状态可以是开放或闭合的,根据继电器的工作方式和应用场景决定。
3. 继电器的应用继电器广泛应用于各种电气控制系统中,具有以下几个主要的应用领域:3.1 自动化控制继电器可以用于自动化控制系统中,例如: - 自动照明系统:使用光敏电阻作为输入信号,当光线不足时,继电器会自动触发开关,打开照明设备。
- 自动化生产线:通过继电器控制传送带、机械臂等设备的运行,实现自动化生产。
3.2 家庭电器继电器在家庭电器中也有广泛应用,例如: - 空调控制:继电器可用于控制空调的开关机,温度调节等功能。
- 洗衣机控制:通过继电器控制洗衣机的进水、排水、搅拌等功能。
3.3 电力系统继电器在电力系统中起着至关重要的作用,例如: - 保护装置:继电器可以用于电力系统中的故障保护,例如过压、过流等故障保护。
- 自动化切换:使用继电器可以实现电力系统的自动化切换,例如在电力故障时切换备用电源。
3.4 汽车电子继电器也广泛应用于汽车电子系统中,例如: - 点火系统:继电器可以用于点火系统中的点火线圈的控制。
- 电动窗控制:通过继电器控制车窗的上升和下降,提高操作便利性。
4. 继电器的优势和局限性4.1 优势•放大信号:继电器可以将小电流的信号放大为较大的电流信号,以控制大功率设备。
•隔离信号:继电器可以在控制电路和控制设备之间提供电气隔离,保护控制电路和设备的安全。
交流中间继电器的线圈原理

交流中间继电器的线圈原理中间继电器是一种常用的电气控制设备,它常常用于控制电路的开关或信号传递。
中间继电器的线圈原理是指其工作原理和线圈结构。
中间继电器包含一个线圈和一组触点,当线圈通电时,会产生电磁吸引力,使触点闭合或断开,从而实现电路的控制。
下面我们就来详细了解中间继电器的线圈原理。
中间继电器的线圈通常由绕制在绝缘材料上的绝缘线圈组成。
当电流通过线圈时,会在线圈内产生磁场,这个磁场可以产生电磁吸引力或者电磁感应力。
继电器的线圈材料一般选择导电性好的铜线或铝线,因为这些材料能够提供良好的导电性和热导性,从而保证电流能够在线圈内顺利流动,同时线圈的内部也能够有效散热。
当中间继电器的线圈通电时,会产生一个磁场,这个磁场会对继电器中的闭合触点或断开触点产生一定的力。
通常情况下,当线圈通电时,产生的电磁力会将继电器的触点闭合,从而使得电路通电。
当线圈断电时,电磁力消失,触点也会断开,从而使得电路断电。
这样可以通过控制线圈的通电和断电状态来实现对电路的控制。
中间继电器的线圈原理是基于电磁感应现象的。
当电流通过线圈时,会在线圈周围产生一个磁场,这个磁场会对线圈内的铁芯或触点产生力。
这种力可以使得触点闭合或者断开,从而实现电路的控制。
此外,中间继电器的线圈还可以利用磁场对触点产生的力来实现信号的放大、隔离和传递,从而适用于各种电气控制系统中。
在实际应用中,中间继电器的线圈通常需要根据具体的控制要求来设计。
线圈的匝数、截面积和线径等参数都会对继电器的工作特性产生影响。
例如,线圈匝数越多,磁场产生的磁感应强度越大,电磁力也会更大,触点闭合或断开的速度也会更快。
因此在设计中间继电器的线圈时,需要根据实际控制需求来确定线圈的参数,以保证继电器的可靠工作。
总的来说,中间继电器的线圈原理是基于电磁感应现象的,在线圈通电时会产生磁场,这个磁场会对继电器内的触点产生力,从而控制电路的开关或信号传递。
线圈的设计和参数选择都会影响继电器的工作特性,因此在实际应用中需要根据具体的情况来设计和选择中间继电器的线圈。
5v继电器工作原理

5v继电器工作原理5V继电器是一种常用的电子元件,广泛应用于电路控制、自动化设备、家电等领域。
它的工作原理是基于电磁感应和机械开关的运作机制。
一、电磁感应原理5V继电器的核心部件是电磁线圈,当通过线圈中通电时,会产生磁场。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场变化时,会在线圈中产生感应电动势。
继电器利用这一原理,通过控制电流的开关来实现电路的通断。
二、机械开关机制5V继电器内部有一个机械开关,当电磁线圈通电时,会产生磁场,这个磁场会将机械开关吸引或释放。
当线圈通电时,磁场会将机械开关吸引,使得触点闭合;当线圈断电时,磁场消失,机械开关则恢复原状,触点打开。
通过控制线圈通断电,可以实现机械开关的闭合与打开,从而控制电路的通断。
三、工作步骤5V继电器的工作步骤可以分为三个阶段:吸合、保持和释放。
1. 吸合阶段:当给继电器的线圈通电时,电流通过线圈,产生磁场。
这个磁场会将机械开关吸引,使得触点闭合。
在吸合状态下,继电器的线圈处于工作电流状态。
2. 保持阶段:一旦线圈吸合,机械开关会保持闭合状态,即使线圈的电流发生变化。
这是因为机械开关的吸合力足以克服线圈中的电流变化所产生的磁场变化,保持触点闭合。
3. 释放阶段:当线圈断电时,磁场消失,机械开关恢复原状,触点打开。
在释放状态下,继电器的线圈不再通电,触点断开。
四、应用领域5V继电器广泛应用于各种电路控制场景中。
例如,它可以用于家电中的开关控制,如电视机、空调等设备的通断控制。
此外,继电器还可以用于自动化设备中的信号传递和控制,如工业自动化生产线上的控制系统。
另外,继电器还可以用于安防领域的报警系统、门禁系统等。
五、优势和局限5V继电器具有以下优势:1. 电气隔离性好:继电器的线圈和触点是电气隔离的,可以将控制信号与被控制电路隔离开来,提高系统的稳定性和安全性。
2. 控制能力强:继电器可以承受较大的电流和电压,可以控制各种类型的负载。
3. 可靠性高:继电器的机械开关结构稳定可靠,工作寿命较长。
继电器的工作原理

继电器的工作原理继电器是一种电气控制装置,它通过电磁原理来控制较大电流的开关。
继电器通常由线圈、铁芯、触点和外壳组成。
下面将详细介绍继电器的工作原理。
1. 线圈部分:继电器的线圈通常由导线绕制而成,当通过线圈的电流发生变化时,会在线圈周围产生磁场。
这个磁场会对继电器的铁芯产生吸引力或排斥力,从而引起铁芯的运动。
2. 铁芯部分:继电器的铁芯通常由软磁材料制成,它的作用是增强磁场的传导和集中。
当线圈通电时,铁芯会受到磁场的吸引而向线圈移动,反之当线圈断电时,铁芯会被弹簧或其他机械装置弹回原位。
3. 触点部分:继电器的触点通常由导电材料制成,它们分为常闭触点和常开触点。
当线圈通电时,触点会发生状态改变,常闭触点断开,常开触点闭合,反之当线圈断电时,触点会恢复原来的状态。
4. 工作原理:当继电器的线圈通电时,产生的磁场使得铁芯被吸引,铁芯的运动会导致触点状态的改变。
通过控制线圈的通电和断电,可以实现对触点的控制。
继电器常用于控制电路中的开关,当线圈通电时,触点闭合,电流可以通过;当线圈断电时,触点断开,电流无法通过。
继电器的工作原理可以应用于各种电气控制系统中,例如家用电器、工业自动化设备等。
它具有以下优点:1. 电流和电压隔离:继电器的线圈和触点是隔离的,线圈通电时,触点处的电流和电压可以与控制电路隔离,从而保护控制电路的安全性。
2. 支持大电流控制:由于继电器的触点可以承受较大的电流,因此可以用于控制较高功率的电器设备。
3. 可靠性高:继电器的触点采用导电材料制成,具有较好的导电性能和耐久性,能够承受较长时间的开关操作。
4. 易于控制:继电器的线圈可以通过控制电压的变化来实现触点的开关,控制电压的变化可以通过开关、计算机或其他控制设备来实现。
需要注意的是,继电器的工作原理受到电磁干扰的影响,因此在实际应用中需要采取一些措施来减少干扰。
例如,可以采用屏蔽线圈、增加滤波电容等方式来提高继电器的抗干扰能力。
继电器原理

继电器原理
继电器是一种电控开关,它通过控制一个电磁铁来实现在一个电路中控制另一个电路的开关。
继电器可以根据需要控制大功率电路,同时保护控制电路不受高电压或大电流的损害。
继电器的工作原理是基于电磁感应和电磁吸引的原理。
当继电器的控制电路通电时,电流会通过继电器的线圈,产生一个磁场。
这个磁场会使得继电器的铁芯被吸引,从而使得触点闭合,电路通电。
当控制电路断电时,磁场消失,铁芯恢复原状,触点打开,电路断开。
这样,继电器就可以实现对电路的控制。
继电器的原理非常简单,但是它在电气控制中有着非常重要的作用。
它可以实现远距离控制,同时可以隔离控制电路和被控制电路,保护控制设备。
另外,继电器还可以实现电路的自动控制,比如在温度、湿度等参数达到一定数值时,自动启动或关闭设备。
在实际应用中,继电器可以根据需要选择不同的类型和工作原理。
比如电磁继电器、固态继电器、时间继电器等。
不同类型的继电器适用于不同的场合,有的适用于高频率的开关控制,有的适用于大功率的控制,有的适用于精确的时间控制。
继电器的原理简单,但是在实际应用中需要注意一些问题。
比如在选用继电器时需要考虑控制电路和被控制电路的电压、电流参数是否匹配;在安装继电器时需要注意线圈和触点的连接方式;在使用继电器时需要注意控制电路的稳定性和可靠性。
综上所述,继电器是一种非常重要的电气控制元件,它通过电磁感应和电磁吸引的原理实现对电路的控制。
在实际应用中,我们需要根据需要选择合适的类型和工作原理的继电器,并注意选用、安装和使用时的注意事项。
只有这样,我们才能充分发挥继电器在电气控制中的作用。
继电器的工作原理

继电器的工作原理继电器是一种电磁开关,它基于电磁感应原理来控制一个或多个辅助电路的通断。
它在各种电气设备和系统中被广泛应用,例如家用电器、工业自动化设备、机械设备等。
继电器的基本构造包括电磁铁和接点两部分。
电磁铁由电线圈和铁芯组成。
当通过电线圈通电时,电磁铁内产生磁场,使铁芯受到吸引力。
接点由固定接点和活动接点组成,当电磁铁吸引铁芯时,活动接点与固定接点接触,从而接通或断开控制电路。
继电器通常根据触点的工作性质分为两种类型:常开型和常闭型,分别用来控制断开和闭合电路。
1.开关控制电路:继电器的主要功能是通过控制电路的通断来控制其他设备或电路的运行。
当触发继电器的控制电流通过电线圈时,电磁铁内产生磁场吸引铁芯,使活动接点闭合,信号通路连接,从而完成控制电路的通断。
2.放大信号:继电器通常用于放大信号,特别是低电平和小电流信号。
在输入端接收到一个较小的控制信号后,继电器通过电磁感应原理将它放大成满足要求的输出信号,从而实现信号的扩大处理。
3.隔离和保护电路:继电器作为一个中介,可以隔离和保护控制信号和被控制对象之间的电路。
通过继电器,控制信号与被控制对象之间的电气分离,可避免控制信号导致的干扰或错误。
4.多路控制:继电器可以实现多路控制,即通过一个继电器控制多个电路或设备的通断。
通过继电器的串联或并联,可以实现多个电路之间的控制协调。
1.线圈激励:当继电器的控制电流通过线圈时,线圈内产生一个磁场。
线圈的结构和导线的长度、截面积等参数决定了线圈的电感和电阻。
线圈的电感决定了磁场的强度,而电阻决定了线圈通过的电流。
2.磁场感应:线圈产生的磁场会感应到铁芯内,并使铁芯具有一定的磁性。
铁芯的材料通常采用具有高导磁性的铁、镍、钴和合金等。
当线圈通电时,电流的方向和大小确定了磁场的方向和强度。
3.铁芯吸引:磁场会使铁芯受到吸引力,铁芯被吸引时会与活动接点相连。
铁芯的吸引力主要取决于线圈电流的大小和铁芯与线圈的磁性。
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第七章抗干扰技术干扰问题是机电一体化系统设计和使用过程中必须考虑的重要问题。
在机电一体化系统的工作环境中,存在大量的电磁信号,如电网的波动、强电设备的启停、高压设备和开关的电磁辐射等,当它们在系统中产生电磁感应和干扰冲击时,往往就会扰乱系统的正常运行,轻者造成系统的不稳定,降低了系统的精度;重者会引起控制系统死机或误动作,造成设备损坏或人身伤亡。
抗干扰技术就是研究干扰的产生根源、干扰的传播方式和避免被干扰的措施(对抗)等问题。
机电一体化系统的设计中,既要避免被外界干扰,也要考虑系统自身的内部相互干扰,同时还要防止对环境的干扰污染。
国家标准中规定了电子产品的电磁辐射参数指标。
第一节产生干扰的因素一、干扰的定义干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。
从广义上讲,机电一体化系统的干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、声波干扰和振动干扰等等,在众多干扰中,电磁干扰最为普遍,且对控制系统影响最大,而其它干扰因素往往可以通过一些物理的方法较容易地解决。
本节重点介绍电磁干扰的相关内容。
电磁干扰是指在工作过程中受环境因素的影响,出现的一些与有用信号无关的,并且对系统性能或信号传输有害的电气变化现象。
这些有害的电气变化现象使得信号的数据发生瞬态变化,增大误差,出现假象,甚至使整个系统出现异常信号而引起故障。
例如传感器的导线受空中磁场影响产生的感应电势会大于测量的传感器输出信号,使系统判断失灵。
二、形成干扰的三个要素干扰的形成包括三个要素:干扰源、传播途径和接受载体。
三个要素缺少任何一项干扰都不会产生。
1、干扰源产生干扰信号的设备被称作干扰源,如变压器、继电器、微波设备、电机、无绳电话和高压电线等都可以产生空中电磁信号。
当然,雷电、太阳和宇宙射线属于干扰源。
2、传播途径传播途径是指干扰信号的传播路径。
电磁信号在空中直线传播,并具有穿透性的传播叫作辐射方式传播;电磁信号借助导线传入设备的传播被称为传导方式传播。
传播途径是干扰扩散和无所不在的主要原因。
3、接受载体接受载体是指受影响的设备的某个环节吸收了干扰信号,并转化为对系统造成影响的电器参数。
接受载体不能感应干扰信号或弱化干扰信号使其不被干扰影响就提高了抗干扰的能力。
接受载体的接受过程又成为耦合,耦合分为两类,传导耦合和辐射耦合。
传导耦合是指电磁能量以电压或电流的形式通过金属导线或集总元件(如电容器、变压器等)耦合至接受载体。
辐射耦合指电磁干扰能量通过空间以电磁场形式耦合至接受载体。
根据干扰的定义可以看出,信号之所以是干扰是因为它对系统造成的不良影响,反之,不能称其为干扰。
从形成干扰的要素可知,消除三个要素中的任何一个,都会避免干扰。
抗干扰技术就是针对三个要素的研究和处理。
三、电磁干扰的种类按干扰的耦合模式分类,电磁干扰包括下列类型。
1、静电干扰大量物体表面都有静电电荷的存在,特别是含电气控制的设备,静电电荷会在系统中形成静电电场。
静电电场会引起电路的电位发生变化;会通过电容耦合产生干扰。
静电干扰还包括电路周围物件上积聚的电荷对电路的泄放,大载流导体(输电线路)产生的电场通过寄生电容对机电一体化装置传输的耦合干扰等等。
2、磁场耦合干扰大电流周围磁场对机电一体化设备回路耦合形成的干扰。
动力线、电动机、发电机、电源变压器和继电器等都会产生这种磁场。
产生磁场干扰的设备往往同时伴随着电场的干扰,因此又统一称为电磁干扰。
3、漏电耦合干扰绝缘电阻降低而由漏电流引起的干扰。
多发生于工作条件比较恶劣的环境或器件性能退化、器件本身老化的情况下。
4、共阻抗干扰共阻抗干扰是指电路各部分公共导线阻抗、地阻抗和电源内阻压降相互耦合形成的干扰。
这是机电一体化系统普遍存在的一种干扰。
如图7-1所示的串联的接地方式,由于接地电阻的存在,三个电路的接地电位明显不同。
当I1(或I2、I3)发生变化时,A、B、C点的电位随之发生变化,导致各电路的不稳定。
图7-1 接地共阻抗干扰5、电磁辐射干扰由各种大功率高频、中频发生装置、各种电火花以及电台电视台等产生的高频电磁波,向周围空间辐射,形成电磁辐射干扰。
雷电和宇宙空间也会有电磁波干扰信号。
四、干扰存在的形式在电路中,干扰信号通常以串模干扰和共模干扰形式与有用信号一同传输。
1、串模信号串模干扰是叠加在被测信号上的干扰信号,也称横向干扰。
产生串模干扰的原因有分布电容的静电耦合,长线传输的互感,空间电磁场引起的磁场耦合,以及50Hz的工频干扰等。
在机电一体化系统中,被测信号是直流(或变化比较缓慢),而干扰信号经常是一些杂乱的波形和含有尖峰脉冲,如图7-2c所示,图中U S表示理想测试信号,U C表示实际传输信号,U g表示不规则干扰信号。
干扰可能来自信号源内部(图7-2a),也可能来源于导线的感应(图7-2b)。
2、共模干扰共模干扰往往是指同时加载在各个输入信号接口断的共有的信号干扰。
如图7-3所示检测信号输入A/D转换器的两个输入端上的公有的电压干扰。
由于输入信号源与主机有较长距离,输入信号U s的参考接地点和计算机控制系统输入端参考接地点之间存在电位差U cm。
这个电位差就在转换器的两个输入端上形成共模干扰。
以计算机接地点为参考点,加到输入点A上的信号为U s+U cm,加到输入点B上也有信号U cm。
图7-2 串模干扰示意图图7-3 共模干扰示意图第二节抗干扰的措施提高抗干扰的措施最理想的方法是抑制干扰源,使其不向外产生干扰或将其干扰影响限制在允许的范围之内。
由于车间现场干扰源的复杂性,要想对所有的干扰源都作到使其不向外产生干扰,几乎是不可能的,也是不现实的。
另外,来自于电网和外界环境的干扰,机电一体化产品用户环境的干扰源也是无法避免的。
因此,在产品开发和应用中,除了对一些重要的干扰源,主要是对被直接控制的对象上的一些干扰源进行抑制外,更多的则是在产品内设法抑制外来干扰的影响,以保证系统可靠地工作。
抑制干扰的措施很多,主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等方法一、屏蔽屏蔽是利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体,将干扰源或干扰对象包围起来从而割断或削弱干扰场的空间耦合通道,阻止其电磁能量的传输。
按需屏蔽的干扰场的性质不同,可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。
电场屏蔽是为了消除或抑制由于电场耦合引起的干扰。
通常用铜和铝等导电性能良好的金属材料作屏蔽体。
屏蔽体结构应尽量完整严密并保持良好的接地。
磁场屏蔽是为了消除或抑制由于磁场耦合引起的干扰。
对静磁场及低频交变磁场,可用高磁导率的材料作屏蔽体,并保证磁路畅通。
对高频交变磁场,由于主要靠屏蔽体壳体上感生的涡流所产生的反磁场起排斥原磁场的作用。
选用材料也是良导体,如铜、铝等。
如图7-4所示的变压器,在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环。
当漏磁通穿过短路环时,在铜环中感生涡流,因此会产生反磁通以抵消部分漏磁通,使变压器外的磁通减弱。
屏蔽的效果与屏蔽层数量和每层厚度有关。
图7-4 变压器的屏蔽如图7-5所示的同轴电缆中,为防止在信号传输过程中受到电磁干扰,在电缆线中设置了屏蔽层。
芯线电流产生的磁场被局限在外层导体和芯线之间的空间中,不会传播到同轴电缆以外的空间。
而电缆外的磁场干扰信号在同轴电缆的芯线和外层导体中产生的干扰电势方向相同,使电流一个增大,一个减小而相互抵消,总的电流增量为零。
许多通信电缆还在外面包裹一层导体薄膜以提高屏蔽外界电磁干扰的作用。
图7-5 同轴电缆示意图1-芯线2-绝缘体3-外层导线4-绝缘外皮二、隔离隔离是指把干扰源与接收系统隔离开来,使有用信号正常传输,而干扰耦合通道被切断,达到抑制干扰的目的。
常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。
1、光电隔离光电隔离是以光作媒介在隔离的两端间进行信号传输的,所用的器件是光电耦合器。
由于光电耦合器在传输信息时,不是将其输入和输出的电信号进行直接耦合,而是借助于光作为媒介物进行耦合,因而具有较强的隔离和抗干扰的能力。
如图7-6a所示为一般光电耦合器组成的输入/输出线路。
在控制系统中,它既可以用作一般输入/输出的隔离,也可以代替脉冲变压器起线路隔离与脉冲放大作用。
由于光电耦合器具有二极管、三极管的电气特性,使它能方便地组合成各种电路。
又由于它靠光耦合传输信息,使它具有很强的抗电磁干扰的能力,从而在机电一体化产品中获得了极其广泛的应用。
图7-6 光电隔离和变压器隔离原理a)光电隔离b)变压器隔离由于光耦合器共模抑制比大、无触点、寿命长、易与逻辑电路配合、响应速度快、小型、耐冲击且稳定可靠,因此在机电一体化系统特别是数字系统中得到了广泛的应用。
2、变压器隔离对于交流信号的传输一般使用变压器隔离干扰信号的办法。
隔离变压器也是常用的隔离部件,用来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度。
如图7-6b所示变压器耦合隔离电路。
隔离变压器把各种模拟负载和数字信号源隔离开来,也就是把模拟地和数字地断开。
传输信号通过变压器获得通路,而共模干扰由于不形成回路而被抑制。
如图7-7所示为一种带多层屏蔽的隔离变压器。
当含有直流或低频干扰的交流信号从一次侧端输入时,根据变压器原理,二次侧输出的信号滤掉了直流干扰,且低频干扰信号幅值也被大大衰减,从而达到了抑制干扰的目的。
另外,在变压器的一次侧和二次侧线圈外设有静电隔离层S1和S2,其目的是防止一次和二次绕组之间的相互耦合干扰。
变压器外的三层屏蔽密封体的内外两层用铁,起磁屏蔽的作用,中间用铜,与铁心相连并直接接地,起静电屏蔽作用。
这三层屏蔽层是为了防止外界电磁场通过变压器对电路形成干扰,这种隔离变压器具有很强的抗干扰能力。
3、继电器隔离继电器线圈和触点仅有机械上形成联系,而没有直接的电的联系,因此可利用继电器线圈接受电信号,而利用其触点控制和传输电信号,从而可实现强电和弱电的隔离(如图7-8)。
同时,继电器触点较多,且其触点能承受较大的负载电流,因此应用非常广泛。
图7-8 继电器隔离实际使用中,继电器隔离指适合于开关量信号的传输。
系统控制中,常用弱电开关信号控制继电器线圈,使继电器触电闭合和断开。
而对应于线圈的触点,则用于传递强电回路的某些信号。
隔离用的继电器,主要是一般小型电磁继电器或干簧继电器。
三、滤波滤波是抑制干扰传导的一种重要方法。
由于干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽得多,因此,当接受器接收有用信号时,也会接收到那些不希望有的干扰。
这时,可以采用滤波的方法,只让所需要的频率成分通过,而将干扰频率成分加以抑制。
常用滤波器根据其频率特性又可分为低通、高通、带通、带阻等滤波器。
低通滤波器只让低频成分通过,而高于截止频率的成分则受抑制、衰减,不让通过。
高通滤波器只通过高频成分,而低于截止频率的成分则受抑制、衰减,不让通过。