第8章电气测量中的抗干扰技术 ·245· 对于测量系统而言，感应电动势是与传感器输出串联的电压源，它是一种差模性质 的千扰电压。感应电动势e为 e=-d0=-sdB (8-6) dt d 而长直导线在距导线中心r处的磁感应强度B)=“0,代入上式中，得到： 2nr e=-uS di =-M dr (8-7) 2nr dt dt 式中，M为互感应系数。 对于交流干扰电流，可设it)=Im sinot,代入上式中， e=-USola cosot (8-8) 2 所以，感应电动势e的大小与交流电流幅值Im、角频率o、耦合介质的导磁率、感应 回路的面积S成正比，与耦合距离r成反比，且是与交流电流同频率变化的正弦信号。式(8-7) 和式(8-8)中的负号反映了楞次定律对电磁感应作用方向的描述。 8.3.2防磁场（互感)耦合的措施 根据式(8-8)，可以设计对抗磁场耦合的对策。 ①尽可能减小感应回路的面积S。 这是最容易实现的办法。具体措施有：信号源尽可能靠近测量仪表，导线A、B尽可能 短并且尽可能靠近，如双绞线输入，使用双绞线输入另外的好处是可以使相反交链的磁通 量相互抵消。 ②增加耦合距离r。 ①测量仪器放置在磁场较弱的区域。 如图8-6所示，电流进线和回线所围成的区域之外，由于相反方向电流产生的磁场有部 分相互抵消，而电流进线和回线所围成的区域内部的磁场同向叠加而被加强。比较图8-6() 和图8-6(b)不难发现，图8-6(b)中的大电流回路采用“对折线”形式，所围成的面积 被最大程度缩小，这样可以有效减小强磁场存在的空间，对外的EM辐射大大减小：受扰 对象即图中的测量电路应位于大电流回路之外，同时，测量电路的输入回路的面积一定要 尽可能小。这些原则也是在PCB布局和布线设计时要时刻注意的，对减小EMI有非常显著 的作用。 首首￥首1爷谷首 首首爷第首8首 (a)回路面积大，回路内磁场加强 (b)回路面积小，回路外磁场部分抵消第 8 章 电气测量中的抗干扰技术 ·245· 对于测量系统而言，感应电动势 e 是与传感器输出串联的电压源，它是一种差模性质 的干扰电压。感应电动势 e 为 d d d d B e S t t      （8-6） 而长直导线在距导线中心 r 处的磁感应强度 ( ) ( ) 2π B r i t r   ，代入上式中，得到： d d 2π d d S i i e M r t t      （8-7） 式中，M 为互感应系数。 对于交流干扰电流，可设 m i t I t ( ) sin   ，代入上式中， m cos 2π S I e t r      （8-8） 所以，感应电动势 e 的大小与交流电流幅值 Im、角频率、耦合介质的导磁率、感应 回路的面积 S 成正比，与耦合距离 r 成反比，且是与交流电流同频率变化的正弦信号。式（8-7） 和式（8-8）中的负号反映了楞次定律对电磁感应作用方向的描述。 8.3.2 防磁场（互感）耦合的措施 根据式（8-8），可以设计对抗磁场耦合的对策。 ① 尽可能减小感应回路的面积 S。 这是最容易实现的办法。具体措施有：信号源尽可能靠近测量仪表，导线 A、B 尽可能 短并且尽可能靠近，如双绞线输入，使用双绞线输入另外的好处是可以使相反交链的磁通 量相互抵消。 ② 增加耦合距离 r。 ① 测量仪器放置在磁场较弱的区域。 如图 8-6 所示，电流进线和回线所围成的区域之外，由于相反方向电流产生的磁场有部 分相互抵消，而电流进线和回线所围成的区域内部的磁场同向叠加而被加强。比较图 8-6（a） 和图 8-6（b）不难发现，图 8-6（b）中的大电流回路采用 “对折线”形式，所围成的面积 被最大程度缩小，这样可以有效减小强磁场存在的空间，对外的 EMI 辐射大大减小；受扰 对象即图中的测量电路应位于大电流回路之外，同时，测量电路的输入回路的面积一定要 尽可能小。这些原则也是在 PCB 布局和布线设计时要时刻注意的，对减小 EMI 有非常显著 的作用。 （a）回路面积大，回路内磁场加强 （b）回路面积小，回路外磁场部分抵消