传感器的补偿和抗干扰技术

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术 在实际测量中，影响检测系统或测量装置的精度和线性度等性能指标的因素，有两个重要方面：一是传感器的非线性特性；二是检测元件和电路受温度变化的影响。为此，对传感器需要进行相应的补偿。

由于传感器的工作环境都是非常复杂的，各种干扰信息也会通过不同的耦合方式进入传感器，使测量结果偏离准确值，严重时会使传感器不能正常工作。为保证传感器不受外界干扰，需要研究和引入抗干扰技术，使得传感器在使用中，能正确测量，减小误差，把干扰的影响降到最低或允许的程度。

本章主要介绍传感器的补偿原理及补偿方法，同时介绍一些与干扰有关的概念和抑制干扰的方法。

12.1 传感器的补偿技术

12.1.1 非线性误差及补偿

在工程检测中，一般希望显示仪器的值是均匀的，即测量仪表的输出量y与输入量x(被测量)之间关系()

=呈线性关系，以保证仪表在整个测量范围内灵敏系数为常数，以便

y f x

于处理测量结果。但在实际检测中，利用传感器把许多物理量转换成电量时，大多数传感器的输出电量与被测物理量之间的关系不是线性的。产生非线性的原因，一方面是由于传感器变换原理的非线性；另一方面是由于转换电路的非线性。同时，传感器具有离散性，还可能产生温漂、滞后等。因此，为了保证测量仪表的输出与输入之间具有线性关系，除了对传感器本身在设计和制造工艺上采取一定措施外，还必须对输入参量的非线性进行补偿，或称线性化处理。

过去这些数字量的线性化，都是采用硬件处理技术来实现的。随着计算机技术的广泛应用，尤其是微型计算机的迅速发展，人们想到了充分利用计算机处理数据的能力，用软件进行传感器特性的非线性补偿，使输出的数字量与被测物理量之间成线性关系。

采用软件实现数据线性化，一般有三种方法：计算法、查表法和插值法，下面分别予以介绍。

1. 计算法

当传感器的输入量与输出量之间有确定的数学表达式时，就可采用计算法进行非线性补偿。计算法就是在软件中编制一段完成数学表达式的计算程序，当被测量经过采样、滤波和变换后，直接进入计算程序进行计算，计算后的数值即为经过线性化处理的输出量。

在工程实际中，被测参量和输出量常常是一组测定的数据，这时可应用数学上曲线拟合的方法，一般采用“误差平方和为最小”的方法，求得被测参量和输出量的近似表达式，

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

·231·

·231· 随后利用计算法进行线性化处理。

2. 查表法 有些情况下，某些参数计算非常复杂，特别是计算公式涉及到指数、对数、三角函数和微分、积分等运算时，编制程序相当麻烦，采用计算法会增加编写程序的工作量和占用计算时间，此时可以采用查表法。此外，当被测量与输出量没有确定的关系，或不能用某种函数表达式进行拟合时，也可采用查表法。

所谓查表法，就是事先把检测值和被检测值按已知的公式计算出来，或者用测量法事先测量出结果，然后按一定方法把数据排成表格，存入内存单元，以后微处理机就根据检测值大小查出被测结果。

在实际测量时，输入参量往往并不正好与表格数据相等，一般介于某两个表格数据之间，若不作插值计算，仍然按其最相近的两个数据所对应的输出数值作为结果，必然有较大的误差。所以查表法大都用于测量范围比较窄，对应的输出量间距比较小的列表数据，例如室温用数字式温度计等。不过，此法也常用于测量范围较大但对精度要求不高的情况下。应该指出，这是一种常用的基本方法。

查表法可以完成数据补偿、计算、转换等功能，它具有程序简单、执行速度快等优点。常用的查表法有顺序查表法和对分搜索法。

3. 插值法

插值法就是用一段简单的曲线，近似代替这段区间里的实际曲线，然后通过近似曲线公式，计算出输出量。使用不同的近似曲线，就形成不同的插值方法。在仪表和传感器线性化中常用的插值方法有下列几种。

1) 线性插值法(又称折线法)

它是一种常用的插值方法，其基本思想是用通过1n +个插值接点的n 段直线来代替函数()y f x =的值。在数学上用下述简单公式表示：

11()k k i k i k k k

y y y y x x x x ++?=+??i (12-1) 当检测值i x 确定后，

首先通过查表确定i x 所在区间，再顺序调到预先计算好的11k k k k

y y x x ++??系数项，然后代入插值公式计算出i y 。

采用线性插值法，只要段数分得足够多，就可以得到必要的计算精度，但这需要增加大量的分段数据和计算机内存容量。因此，在满足精度前提下，选取合适的分段数，以减少标定点数和内存容量，并提高运算速度。

2) 二次插值法(又称抛物线法)

若传感器的输入和输出之间的特性曲线的斜率变化很大，则两插值点之间的曲线将很弯曲，这时若仍采用线性插值法，误差就很大。为了改善精度，可以采用二次插值法。它的基本思想是用n 段抛物线，每段抛物线通过3个相邻的插值接点，来代替函数()y f x =的值。可以证明，i y 的计算公式为

传感器基础

·232· ·232·

12211211212221()()()()()()()()

()()()()i k i k i k i i i k k k k k k k k k k i k i k k k k k k x x x x x x x x y y y x x x x x x x x x x x x y x x x x ++++++++++++++????=+??????+??i i i (12-2)

它和线性插值不同之处，仅仅在于用抛物线代替直线，这样做的结果是有可能更接近于实际的函数值。

用软件进行线性化处理，不论采用哪种方法，都要花费一定的程序运行时间，因此，这种方法并不是在任何情况下都是优越的。特别是在实时控制系统中，如果系统处理的问题很多，控制的实时性很强，这时采用硬件处理是合适的。但一般说来，如果时间足够时，应尽量采用软件方法，从而大大简化硬件电路。总之，对于传感器的非线性补偿方法，应根据系统的具体情况来决定，有时也可采用硬件和软件兼用的方法。

12.1.2 温度误差及补偿

对于高精度传感器，温度误差已成为提高其性能指标的严重障碍，尤其在环境温度变化较大的应用场合更是如此。一般传感器都是在标准条件的温度下(20℃±5℃)标定的，但其工作环境温度可能由零下几十度变到零上几十度，传感器是由多个环节所组成，这些基本环节的静特性与环境温度有关，尤其是由金属材料制成的敏感元件的静特性，更是与温度有密切关系，信号调整电路的电阻、电容、二极管和三极管的特性、集成运放的零点及工作特性等都随温度而变化。

对于环境温度变化引起仪表的零点漂移和工作特性的改变，可以采用并联或反馈方式进行修正，也可以进行综合补偿修正。若依靠传感器本身附加一些简单的硬件补偿措施实现温度补偿是很困难的，引入微处理器，利用软件来解决这一难题是一条有效途径。但是只有建立精确的温度误差数学模型才能获得满意的结果。这种温度补偿原理如图12.1所示。

图12.1 传感器温度补偿原理图

温度误差数学模型可分为简单和较精确的两种模式。

简单的温度误差修正模型为

c 01(1)y y a t a t =+Δ+Δ (12-3)

式中 y ——未经温度误差修正的数字量；

c y ——已经温度误差修正的数字量；

t Δ——实际工作环境温度与标准温度之差；

0a ——温度误差系数，用于补偿灵敏度的变化；

1a ——温度误差系数，用于补偿零点温度漂移。

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术 ·233·

·233·

较精确的温度误差修正模型为

122c 0123(1)y y a t a t a t a t =+Δ+Δ+Δ+Δ (12-4)

式中 0a 、1a ——温度误差系数，用于补偿灵敏度的变化；

2a 、3a ——温度误差系数，用于补偿零点温度漂移。

对于传感器的灵敏度及零点温度漂移与温度成非线性关系的情况，这种模型能收到较好的效果。

下面介绍几种传感器的温度补偿方法。

1. 零点补偿

检测系统在零输入信号时(对某些检测可能是空载)，包括信号输入放大器及微机接口电路在内的整个检测部分的输出应为零，但由于零点漂移的存在，它的输出不为零。此时的输出值实际上就是仪表的零点漂移值。微机系统可以把检测到的零漂(即零点漂移的简称)值存入内存中，而后在每次的测量中都减去这个零漂值，这就能实现零点补偿。

2. 零漂的自动跟踪补偿

产生零漂的原因，温度变化是一个重要因素，此外还有多种因素。零漂值不是一个定值，它会随环境温度、时间而变化，且不是线性的。因此，在要求比较高的情况下，按定值或一定时间内按定值进行补偿，不能满足检测的要求，在有微机参与的仪表中，可以借助于软件实施零漂的自动跟踪补偿，用跟踪到的零漂值对被测量的采样值进行修正，就可以得到满意的结果。

零漂的自动跟踪补偿办法可有多种。例如每次测量采样之前(或之后)，要使控制开关将传感器输入端接到虚拟的“零输入”状态，此时仪表的输出即为当前的零漂值，将其存入内存，作为对下一次采样值的零漂修正用。这种办法虽然理想，但对采样速度会带来一定的影响。下述办法是利用每次采样值作一些比较处理判断，使之尽可能得到最新当前零漂值，用以对当前采样值作零漂修正。

由于在一个很短的时间t Δ内，零漂值漂移增量总是很小的，设它等于或小于M ，M 不会超过被测量在t Δ内的增量。因此，若本次采样值和上次经零漂修正过的采样值之差 x Δ≤M ，则认为x Δ是新增的零漂增量，应叠加到原零漂值上成为当前零漂值，并用于修正本次采样值，若x M Δ>，则表示x Δ中主要是被测量的增量，因此用修正上次采样值的零漂值来修正本次采样值。

关于t Δ的选择：对于采样A D 转换器的采样系统，本次采样到下一次采样开始之间的时间是非常短的，可以采用这一周期时间为t Δ的时间。

关于M 的设定：M 的设定值，它与不同的被测量及其最大量程的选择有关。在具体的检测系统中，通过调整而获得，然后固定在指定的内存单元中。

12.2 传感器的标定

传感器的标定是利用精度高一级的标准器具对传感器进行定度的过程，从而确立传感器的输入量与输出量之间的关系。同时，也确定出不同使用条件下的误差关系。

传感器基础

·234· ·234·

传感器在制造、装配完毕后必须对设计指标进行标定实验，以保证量值的准确传递。中国计量法规定传感器在使用一年以后或经过修理，也必须对其主要技术指标再次进行标定实验，以确保其性能指标达到要求。

根据输入信号的特点可以将检定系统分为静态和动态两种，因此传感器的标定也有静态标定和动态标定两种。静态标定的目的是确定传感器静态指标，主要是线性度、灵敏度、滞后和重复性。动态标定的目的是确定传感器的动态指标，主要是时间常数、固有频率和阻尼比。有时，根据需要也对非测量方向的灵敏度、温度响应、环境影响等进行标定。

1. 传感器的静态特性的标定方法

传感器的静态特性是在静态标准条件下进行标定的。静态标准条件主要包括：没有加速度、振动、冲击(除非这些参数本身就是被测量)及环境温度一般为室温(20℃±5℃)、相对湿度不大于85%、气压为(101±7)kPa 等条件。

传感器的静态标定一般包括如下步骤：

① 将传感器的测量范围(全量程)分成若干等间距点。

② 根据传感器测量范围的分点情况，由小到大，逐点递增输入标准量值，并记录下与各点输入值相对应的输出值。然后再将输入量由大到小逐点递减，并记录下与各点输入值对应的输出值。

③ 对传感器进行正反行程往复循环多次测试(一般为3～10次)，并将得到的输出输入测试数据用表格列出或画成曲线。

④ 对测试数据进行必要的处理，根据处理结果就可以得到传感器的校正曲线，进而可以确定出传感器的灵敏度、线性度、迟滞和重复性。

2. 传感器动态特性的实验确定法

一些传感器除了静态特性必须满足要求外，其动态特性也必须满足要求。因此，在静态标准标定后还需进行动态标定，以便确定它们的动态灵敏度、固有频率和频率响应范围等。动态特性的实验确定方法常常因传感器的形式(如机械的、电气的、气动的)不同而不完全一样，但从原理上一般可分为阶跃信号响应法、正弦信号响应法、随机信号响应法和脉冲信号响应法等。

1) 阶跃信号响应法

(1) 一阶传感器时间常数τ的确定

一阶传感器输出y 与被测量x 之间的关系为100d d +=y a a y b x t

，当输入x 是幅值为A 的阶跃函数时，可以解得

()[1exp()]t y t kA τ

=?? (12-5)

式中 τ——时间常数，10a a τ=；

k ——静态灵敏度，00k b a =。 在测得的传感器阶跃响应曲线上，取输出值达到其稳态值的63.2%处所经过的时间即为其时间常数τ。但这样确定τ值实际上没有涉及响应的全过程，测量结果的可靠性仅仅取决于某些个别的瞬时值。采用下述方法，可获得较为可靠的τ值。根据式(12-5)得

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

·235· ·235·

1()()exp()y t kA t τ?=?，令Z t τ=?，可见Z 与t 成线性关系，而且 ln[1())]Z y t kA =? (12-6)

因此，根据测得的输出信号()y t 作出Z t ?曲线，则t Z τ=?ΔΔ。这种方法考虑了瞬态响应的全过程，并可以根据Z t ?曲线与直线的符合程度来判断传感器接近一阶系统的 程度。

(2) 二阶传感器阻尼比ξ和固有频率0ω的确定

二阶传感器一般都设计成0.7ξ=～0.8的欠阻尼系统，可以测出传感器阶跃响应曲线，在其上可以获得曲线振荡频率d ω、稳态值()y ∞、最大过冲量m δ与其发生的时间m t 。

2) 正弦信号响应法

测量传感器正弦稳态响应的幅值和相角，然后得到稳态正弦输入输出的幅值比和相位差。逐渐改变输入正弦信号的频率，重复上述过程，即可得到幅频和相频特性曲线。

(1) 一阶传感器时间常数τ的确定

绘出一阶传感器的频率特性曲线，则其对数幅频曲线下降3dB 处所测得的角频率1ωτ=，由此可确定一阶传感器的时间常数τ。

(2) 二阶传感器阻尼比ξ和固有频率0ω的确定

绘出二阶传感器的幅频特性曲线，在欠阻尼情况下，从曲线上可以测得三个特征量，即零频增益0k 、共振频率增益r k 和共振角频率r ω。通过求极值的方法可推导

出

r 0k k

=0ω=

即可确定ξ和0ω。 12.3 抗干扰技术

“干扰”在检测系统中是一种无用信号，它会在测量结果中产生误差。因此要获得良好的测量结果，就必须研究干扰来源及抑制措施。通常把消除或削弱各种干扰影响的全部技术措施，总称为抗干扰技术或称为防护。

抗干扰技术是检测技术中一项重要内容，它直接影响测量工作的质量和测量结果的可靠性。因此，测量中必须对各种干扰给予充分的注意，并采取有关的技术措施，把干扰对测量的影响降低到最低或容许的限度。

12.3.1 干扰的产生

干扰(也叫噪声)是指测量中来自测量系统内部或外部，影响测量装置或传输环节正常工作和测试结果的各种因素的总和。

干扰的产生主要有两大类：电气设备干扰和放电干扰。电气设备干扰主要有射频干扰、工频干扰和感应干扰等；放电干扰主要有弧光放电干扰、火花放电干扰、电晕放电干扰和天体、天电干扰等。

传感器基础

·236· ·236·

12.3.2 干扰的类型

根据干扰产生的原因，通常可分为以下几种类型。

1. 机械干扰

机械干扰是指由于机械的振动或冲击，使仪表或装置中的电气元件发生振动、变形，使连接线发生位移，使指针发生抖动、仪器接头松动等。

对于机械类干扰主要采取减震措施来解决，例如采用减震软垫、减震弹簧、隔板消震等措施。

2. 热干扰

热干扰是指设备和元器件在工作时产生的热量所引起的温度波动，以及环境温度的变化都会引起仪表和装置的电路元器件的参数发生变化。

3. 光干扰

光干扰是指半导体元件在光的作用下会改变其导电性能，产生电势而引起阻值变化，从而影响检测仪表正常工作。因此，半导体元器件应封装在不透光的壳体内，对于具有光敏作用的元件，尤其应注意光的屏蔽问题。

4. 湿度干扰

湿度增加会引起绝缘体的绝缘电阻下降，漏电流增加；电介质的介电系数增加，电容量增加；吸潮后骨架膨胀会使线圈阻值增加，电感器变化；应变片粘贴后，胶质变软，精度下降等。

对于湿度干扰通常采取的措施是：避免将其放在潮湿处，仪器装置定时通电加热去潮，电子器件和印制电路浸漆或用环氧树脂封灌等。

5. 化学干扰

酸、碱、盐等化学物品以及其他腐蚀性气体，除了其化学腐蚀性作用将损坏仪器设备和元器件外，还能与金属导体产生化学电动势，从而影响仪器设备的正常工作。

对于化学干扰通常采取的措施是根据使用环境对仪器设备进行必要的防腐措施，将关键的元器件密封并保持仪器设备清洁干净。

6. 电磁干扰

电磁干扰是指通过电路或磁路对测量仪表产生干扰作用，电场和磁场的变化在测量装置的有关电路或导线中感应出干扰电压，从而影响测量仪表的正常工作。这种电磁干扰对于传感器和各种检测仪表来说是最为普遍、影响最严重的干扰。

12.3.3 干扰信号的耦合方式

干扰信号进入接收电路或测量装置内的途径，称为干扰信号的耦合方式。干扰的耦合方式主要有：电磁耦合、静电电容耦合、漏电流耦合、共阻抗耦合。

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术

·237·

·237·

1. 电磁耦合 电磁耦合(电感性耦合)是由于电路之间存在互感，使一个电路的电流变化，通过磁交变影响到另一个电路。

图12.2是两个电路电磁耦合示意图和等效电路。

图12.2 电磁耦合和等效电路

图中导线1为干扰源，导线2为检测系统的一段电路，两导线之间的互感系数为M 。

当导线1中有电流1I ?变化时，

根据电路理论，通过电磁耦合在导线2产生的干扰电压N U ?为 N 1j U M I ω??

= (12-7) 分析上式可得结论，干扰电压N U ?与干扰电源角频率ω成正比，与电路间的互感系数M

成正比，与干扰源电流1I ?

成正比。

显然，对于电磁耦合干扰，降低接收电路的输入阻抗，并不会减小干扰。而应尽量采取远离干扰源或设法降低M 等措施。

2. 静电电容耦合

静电电容耦合是由于两个电路之间存在寄生电容，产生静电效应，使一个电路的电荷变化影响到另一个电路。图12.3是两个平行导线之间存在静电耦合的例子。

导线1是干扰源，导线2是检测系统的传输线，1C 、2C 分别为导线1、2的对地寄生

电容，12C 是导线1和2之间的寄生电容，R 为导线2的对地电阻。根据电路理论，此时导

线2所产生的对地干扰电压即R 的电压为

12122N 1122j ()1j [()]ωω??????+??=++C C C U U R C C

(12-8)

图12.3 静电电容耦合

传感器基础

·238· ·238·

一般情况下有

12211()R C C ω+

格式(12-8)可进一步简化为 N 121j U RC U ω≈ (12-9)

从上式可以看出，干扰电压N U 与干扰源的电压1U 及角频率ω成正比。这表明，高电

压小电流的高频干扰源主要是通过静电耦合形成干扰的。干扰电压N U 与12C 成正比，这说

明应通过合理布线和适当防护措施减小电路间的寄生电容。干扰电压N U 与R 成正比，这说

明，降低接收电路的输入阻抗，可以减小静电耦合干扰。

3. 漏电流耦合

由于绝缘不良，流经绝缘电阻R 的漏电流I N 作用于有关电路引起的干扰，称为漏电流耦合。一般情况下，漏电流耦合可以用图12.4所示等效电路表示。

图12.4 漏电流耦合等效电路

图中1U 表示干扰源电势，R 表示漏电阻，i Z 表示被干扰电路的输入阻抗，N U 表示干

扰电压。

漏电流经常发生在用仪表测量较高的直流电压、测量仪表附近有较高的直流电源、高输入阻抗的直流放大器中。为了削弱漏电流干扰，必须改善绝缘性能并采取相应的防护 措施。

4. 共阻抗耦合

共阻抗耦合是由于两个电路间有公共阻抗，当一个电路中有电流流过时，通过共阻抗便在另一个电路上产生干扰电压。共阻抗耦合主要有电源内阻抗的共阻抗耦合、公共地线的共阻抗耦合以及信号输出电路的共阻抗耦合。

一般情况下，共阻抗耦合可以用图12.5所示等效电路来表示。

图12.5 共阻抗耦合等效电路

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术 ·239·

·239·

图中C Z 表示两个电路之间的共有阻抗，n I 表示干扰源电流，N U 表示被干扰电路的干

扰电压。 消除共阻抗耦合干扰的核心是消除两个或几个电路之间的共阻抗。

12.3.4 常用的抑制干扰的措施

为了保证测量系统的正常工作，必须削弱和防止干扰的影响，如消除或抑制干扰源、破坏干扰途径以及消除被干扰对象(接收电路)对干扰的敏感性等。通过采取各种抗干扰技术措施，使仪器设备能稳定可靠地工作，从而提高测量的精确度。

本节讨论几种常用的抗干扰技术。

1. 接地技术

接地是保证人身和设备安全、抗噪声干扰的一种方法。合理地选择接地方式是抑制电容性耦合、电感性耦合以及电阻耦合，减小或削弱干扰的重要措施。地线的种类主要有屏蔽接地线或机壳接地线、信号接地线(模拟、数字接地线)、负载接地线和交流电源地线等。

1) 低频电路(f ＜1MHz)一点接地

它可有效克服地电位差的影响和公共地线的共阻抗引起的干扰。图12.6为单级电路的一点接地。图12.7为多级电路的一点接地。

图

12.6 单级电路的一点接地

图12.7 多级电路的一点接地

2) 高频电路(f ＞10MHz)大面积就近多点接地

它要求强电地线与信号地线分开设置；模拟信号地线与数字信号地线分开设置；交流地线与直流地线分开设置。大面积多点接地如图12.8所示。

传感器基础 ·240·

·240·

图12.8 大面积多点接地

2. 屏蔽技术

利用金属罩(铜、铝等铁磁材料)将信号源或测量电路包围起来，此种措施称为屏蔽。屏蔽的目的就是隔断场的耦合通道，抑制各种场的干扰。

1) 静电屏蔽

在静电场作用下，导体内部无电力线，即各点等电位。因此采用导电性能良好的金属外屏蔽罩，并将它接地(静电屏蔽罩必须与被屏蔽电路的零信号基准电位相连)，使其内部的电力线不外传，同时也不使外部的电力线影响其内部，

静电屏蔽能防止静电场的影响，用它可以消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合而产生的干扰。

2) 低频磁屏蔽

采用高导磁材料作屏蔽层，使低频干扰磁通被限制在磁阻很小的磁屏蔽层内部，防止其干扰。为了有效地屏蔽低频磁场，屏蔽材料要选用坡莫合金之类对低频磁通有高导磁系数的材料，同时要有一定的厚度，以减少磁阻。

3) 电磁屏蔽

电磁屏蔽是采用导电良好的金属材料做成屏蔽层，利用高频干扰电磁场在屏蔽体内产生涡流，再利用涡流消耗高频干扰磁场的能量，从而削弱高频电磁场的影响。

若将电磁屏蔽层接地，则同时兼有静电屏蔽的作用，即可同时起到电磁屏蔽和静电屏蔽两种作用。

4) 驱动屏蔽

驱动屏蔽就是利用被屏蔽导体的电位，通过1∶1电压跟随器来驱动屏蔽层导体的电位，由于使用的是电压跟随器，不仅要求其输出电压与输入电压的幅值相同，而且要求两者相位一致。实际上，这些要求只能在一定程度上得到满足。它能有效地抑制通过寄生电容的耦合干扰。

3. 浮空

浮空又称浮置、浮接。如果检测装置的输入放大器的公共线，既不接机壳也不接大地，则称为浮空。被浮空的检测系统，其检测装置与机壳、大地没有任何导电性的直接联系。

浮空的目的是要阻断干扰电流的通路。浮空后，检测电路的公共线与大地(或机壳)之间的阻抗很大，因此，浮空与接地相比能更强地抑制共模干扰电流。

采用浮空方式的测量系统，如图12.9所示。

第12章 传感器的补偿和抗干扰技术 ·241· ·

241·

图12.9 浮空的测量系统

本 章 小 结

在实际测量中，对于影响检测系统或测量装置的精度和线性度等性能指标的因素，要进行相应的补偿。并且由于传感器的工作环境都是非常复杂的，为保证传感器不受外界干扰，需要研究和引入抗干扰技术，使得传感器在使用中，能正确测量，减小误差，把干扰的影响降到最低或允许的程度。本章主要针对以上几个问题介绍传感器的补偿技术、传感器的标定和抗干扰技术。

其中传感器的补偿技术包括非线性误差及补偿和温度误差及补偿。在抗干扰技术中，主要介绍了干扰的产生、类型，以及干扰信号的耦合方式和常用的抑制干扰措施。

其中传感器的非线性误差及补偿和温度误差及补偿是本章的学习重点，同时也要结合实例，学会分析一些具体问题。

思考题与习题

12-1 传感器的输出输入特性的非线性补偿方法有几种？每种补偿方法的要点是什么？请用框图简要说明。

12-2 传感器的标定条件是什么？

12-3 利用电阻与精密整流器组合成非线性网络，并将其与运算放大器相结合，构成折线逼近式线性化器，与利用具有非线性特性的元件和运算放大器构成模拟式线性化器相比较有何特点？请举例说明。

12-4 干扰信号进入被干扰对象的主要通路有哪些？

12-5 试分析一台你所熟悉的测量仪器在工作过程中经常受到的干扰及应采取的防护 措施。

传感器电路的噪声及其抗干扰技术研究

传感器电路的噪声及其抗干扰技术研究 作者：刘竹琴，白泽生延安大学物理与电子信息学院 尽量消除或抑制电子电路的干扰是电路设计和应用始终需要解决的问题。传感器电路通常用来测量微弱的信号，具有很高的灵敏度，如果不能解决好各类干扰的影响，将给电路及其测量带来较大误差，甚至会因干扰信号淹没正常测量信号而使电路不能正常工作。在此，研究了传感器电路设计时的内部噪声和外部干扰，并得出采取合理有效的抗干扰措施，能确保电路正常工作，提高电路的可靠性、稳定性和准确性。 传感器电路通常用来测量微弱的信号，具有很高的灵敏度，但也很容易接收到外界或内部一些无规则的噪声或干扰信号，如果这些噪声和干扰的大小可以与有用信号相比较，那么在传感器电路的输出端有用信号将有可能被淹没，或由于有用信号分量和噪声干扰分量难以分辨，则必将妨碍对有用信号的测量。所以在传感器电路的设计中，往往抗干扰设计是传感器电路设计是否成功的关键。

1 传感器电路的内部噪声 1．1 高频热噪声 高频热噪声是由于导电体内部电子的无规则运动产生的。温度越高，电子运动就越激烈。导体内部电子的无规则运动会在其内部形成很多微小的电流波动，因其是无序运动，故它的平均总电流为零，但当它作为一个元件(或作为电路的一部分)被接入放大电路后，其内部的电流就会被放大成为噪声源，特别是对工作在高频频段内的电路高频热噪声影响尤甚。 通常在工频内，电路的热噪声与通频带成正比，通频带越宽，电路热噪声的影响就越大。在 通频带△f内，电路热噪声电压的有效值：。以一个1 kΩ的电阻为例，如果电路的通频带为1 MHz，则呈现在电阻两端的开路电压噪声有效值为4μV(设温度为室温T=290 K)。看起来噪声的电动势并不大，但假设将其接入一个增益为106倍的放大电路时，其输出噪声可达4 V，这时对电路的干扰就很大了。 1．2 低频噪声 低频噪声主要是由于内部的导电微粒不连续造成的。特别是碳膜电阻，其碳质材料内部存在许多微小颗粒，颗粒之间是不连续的，在电流流过时，会使电阻的导电率发生变化引起电流的变化，产生类似接触不良的闪爆电弧。另外，晶体管也可能产生相似的爆裂噪声和闪烁噪声，其产生机理与电阻中微粒的不连续性相近，也与晶体管的掺杂程度有关。 1．3 半导体器件产生的散粒噪声 由于半导体PN结两端势垒区电压的变化引起累积在此区域的电荷数量改变，从而显现出电容效应。当外加正向电压升高时，N区的电子和P区的空穴向耗尽区运动，相当于对电容充电。当正向电压减小时，它又使电子和空穴远离耗尽区，相当于电容放电。当外加反向电

传感器温度补偿

传感器温度补偿算法分析 从数学上来看，压力传感器的输出u（正比于传感器的数字量/AD码）可当作相关的环境温度T和被测压力P的二元函数 轴 Y X 轴 Y被测压力X 压力传感器采集的数字量/ad码 前言： 首先我们对传感器线性化之后，进行温度补偿，如图我们在T0温度下对传感器进行了线性化。再进行一个温度点，两个压力点的标定，当标定压力为P1，此时处于A状态点，然后升温至T1，达到状态点B(X B,Y B,T1)，由X B 和T0温度下线性化关系求得标定前的压力值为Y C，得到虚拟点C(X C,Y C,T0),至此完成一个压力点的标定。然后更改标定压力为P2，到达状态点D(X D,Y D,T1)，可求虚拟点E(X E,Y E,T0)。至此标定工作完成。 T0时刻为传感器标定曲线，是一条基准曲线，其他温度时的曲线存在但是不知道形式，但是其上的标定点是已知的，当处于BCED区域内任意点F(X F,Y F,T)状态点时，T为温度传感器AD码，X F为压力传感器AD码，Y F为此 时的被测压力，如果不补偿此时显示压力为Y H（也就是一个基准值），我们需要求得Y F和Y H之间的增量，因为Y G到Y H温度变化了T0-T1，作比值即得每温度变化了多少压力（变化率），而H到F变化T-T0，所以Y F和Y H之间 的增量为(Y G-Y H)/(T1–T0)*(T-T0)。但是G点未知，我们需要通过已知点D点B去得到G的逼近点M，同理得H的逼近点N，

正文： 设y=f（x，T）函数图像如图 轴 Y X 轴 分析一个温度点，两个压力点的标定。Y为被测压力X为压力传感器AD码。 处于T0温度时，对传感器进行线性化（找到被测压力和传感器AD码的曲线）选择标定值PI，也就是在图中A点，然后升温至T1，根据此时传感器值X B和T0时刻的线性化关系求出Y C（也就是温度补偿前压力值），得到B(X B,Y B,T1) C(X C,Y C,T0)。 更换择标定值P2温度仍为T1则处于D状态点，根据此时传感器值X D和T0温度下的线性化关系求出Y E（也就是温度补偿前压力值），得到D(X D,Y D,T1) E(X E,Y E,T0)，标定过程完成。 补偿后，当温度改变压力改变，至F状态点，我们想根据该点的传感器的AD 码求出此时的被测压力， 先保持T不变，沿DB,EC对x进行插值，分别求得H的逼近点N，G的逼近点M， Y M=Y D+(Y B-Y D)/(X B-X D)*(X M-X D) Y N=Y E+(Y C-Y E)/(X C-X E)*(X N-X E) 保持X不变沿NM对T进行插值 Y F=Y N+(Y M-Y N)/(T1–T0)*(T-T0) …………………………………………………….. （※）解释对T插值的实际意义:如果未补偿则为YH，(YM-YN)/(T1–T0)为此传感器值

传感器、变送器的抗干扰能力设计

传感器及变送器抗干扰能力的设计 一、前言. 传感器变送器的应用非常广泛，不论是在工业、农业、国防建设，还是在日常生活、教育事业以及科学研究等领域，处处可见模拟传感器的身影。但在模拟传感器的设计和使用中，都有一个如何使其测量精度达到最高的问题。 而众多的干扰一直影响着传感器的测量精度，如：现场大耗能设备多，特别是大功率感性负载的启停往往会使电网产生几百伏甚至几千伏的尖脉冲干扰；工业电网欠压或过压（涉县钢铁厂供电电压在160V～310V波动），常常达到额定电压的35％左右，这种恶劣的供电有时长达几分钟、几小时，甚至几天；各种信号线绑扎在一起或走同一根多芯电缆，信号会受到干扰，特别是信号线与交流动力线同走一个长的管道中干扰尤甚； 多路开关或保持器性能不好，也会引起通道信号的窜扰；空间各种电磁、气象条件、雷电甚至地磁场的变化也会干扰传感器的正常工作；此外，现场温度、湿度的变化可能引起电路参数发生变化，腐蚀性气体、酸碱盐的作用，野外的风沙、雨淋，甚至鼠咬虫蛀等都会影响传感器的可靠性。 模拟传感器输出的一般都是小信号，都存在小信号放大、处理、整形以及抗干扰问题，也就是将传感器的微弱信号精确地放大到所需要的统一标准信号(如1VDC～5VDC或4mADC～20mADC)，并达到所需要的技术指标。 这就要求设计制作者必须注意到模拟传感器电路图上未表示出来的某些问题，即抗干扰问题。只有搞清楚模拟传感器的干扰源以及干扰作用方式，设计出消除干扰的电路或预防干扰的措施，才能达到应用模拟传感器的最佳状态。 二、干扰源、干扰种类及干扰现象. 传感器及仪器仪表在现场运行所受到的干扰多种多样，具体情况具体分析，对不同的干扰采取不同的措施是抗干扰的原则。这种灵活机动的策略与普适性无疑是矛盾的，解决的办法是采用模块化的方法，除了基本构件外，针对不同的运行场合，仪器可装配不同的选件以有效地抗干扰、提高可靠性。在进一步讨论电路元件的选择、电路和系统应用之前，有必要分析影响模拟传感器精度的干扰源及干扰种类。 1、主要干扰源 （1）静电感应 静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，因此又称电容性耦合。 （2）电磁感应 当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路，这一现象称为电磁感应。例如变压器及线圈的漏磁、通电平行导线等。 （3）漏电流感应 由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良，特别是传感器的应用环境湿度较大，绝缘体的绝缘电阻下降，导致漏电电流增加就会引起干扰。尤其当漏电流流入测量电路的输入级时，其影响就特别严重。 （4）射频干扰 主要是大型动力设备的启动、操作停止的干扰和高次谐波干扰。如可控硅整流系统的干扰等。 （5）其他干扰 现场安全生产监控系统除了易受以上干扰外，由于系统工作环境差，还容易受到机械干扰、热干扰及化学干扰等。

(完整版)《传感器与检测技术》题库分析

《传感器与检测技术》题库 一、填空： 1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 3.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组 成的，其表达式为Eab （T ，To ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。 4.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分） 5. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（①增加②减小③不变） 6. 仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的 7 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型）外是线性的。 8、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。 9、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。 10、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，③不成比例）。 11、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。 12、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成。 13、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _金属_ 材料和②____半导体__体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形成的，而②的电阻变化主要是由 温度效应造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。 14.磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端 产生感应

传感器干扰问题及抗干扰措施详解

模拟传感器在现代化工农业生产，消防应急，国防建设及科学研究中有重非常重要的作用。作为传感器最重要的指标是测量精度，现实环境又对传感器测量精度产生了很大的干扰，如果降低干扰是各传感器行业的命脉所在。那么我们就了解一下传感器的干扰及抗干扰措施。 干扰源、干扰种类及干扰现象 传感器及仪器仪表在现场运行所受到的干扰多种多样，具体情况具体分析，对不同的干扰采取不同的措施是抗干扰的原则。这种灵活机动的策略与普适性无疑是矛盾的，解决的办法是采用模块化的方法，除了基本构件外，针对不同的运行场合，仪器可装配不同的选件以有效地抗干扰、提高可靠性。在进一步讨论电路元件的选择、电路和系统应用之前，有必要分析影响模拟传感器精度的干扰源及干扰种类。 1、主要干扰源 (1)静电感应 静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，因此又称电容性耦合。 (2)电磁感应 当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路，这一现象称为电磁感应。例如变压器及线圈的漏磁、通电平行导线等。 (3)漏电流感应 由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良，特别是传感器的应用环境湿度较大，绝缘体的绝缘电阻下降，导致漏电电流增加就会引起干扰。尤其当漏电流流入测量电路的输入级时，其影响就特别严重。 (4)射频干扰 主要是大型动力设备的启动、操作停止的干扰和高次谐波干扰。如可控硅整流系统的干扰等。 (5)其他干扰 现场安全生产监控系统除了易受以上干扰外，由于系统工作环境较差，还容易受到机械干扰、热干扰及化学干扰等。 2、干扰的种类

传感器与检测技术考题及答案(20200514000018)

传感器与检测技术考试试题 一、填空：（20分） 1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分） 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制 电流时的霍尔电势大小。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差 电势组成的，其表达式为Eab （T ，To ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0。 在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下， 其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分） 6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电 感量（①增加②减小③不变）（2分） 7. 仪表的精度等级是用仪表的（①相对误差②绝对误差③引用误差）来表示的（2分） 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（①变面积型②变极距型③变介电常数型）外是线性的。（2分） 1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积 增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关 系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。 3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈 的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，③不成比例）。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输

传感器动态性能分析与动态补偿

传感器动态性能分析与动态补偿 来源：https://www.wendangku.net/doc/ae16737523.html,/app/control/201112/102783.htm 传感器的静态特性 传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。 传感器的动态特性 所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。 dB(Decibel，分贝) 是一个纯计数单位，本意是表示两个量的比值大小，没有单位 对于功率，dB = 10*lg(A/B)。对于电压或电流，dB = 20*lg(A/B)。 -3=10*lg(x) x=0.5 (8-20Hz) 刹那是指一个心念起动的极短时间即为一“念”，20念为一瞬，20瞬为一弹指，20弹指为一罗预，20罗预为一须臾，30须臾为一昼夜，如此算来，一刹那就是0.018秒。 摘要：在对炮口冲击波测试中，压力传感器的动态性能指标是否满足测量要求至关重要。本文通过GLS（SF）方法建立压力传感器的数学模型，并由数学模型求出动态性能指标。然而该传感器的动态性能指标不能满足测量要求，针对此问题本文采用零极点相消的方法设计出动态补偿滤波器，明显提高了该传感器的动态性能，最终解决了该冲击波的测量问题。 1 引言 在炮口冲击波测试系统中，需要对冲击波高压信号进行动态测量。

模拟传感器的抗干扰措施

模拟传感器的抗干扰措施 龚瑞昆 曾秀丽 摘要：本文分析了影响模拟传感器小信号处理精度的干扰根源、干扰种类以及干扰现象，给出了实际应用中的各种抗干扰措施。 关键词：模拟传感器；小信号处理；抗干扰措施 中图分类号： TP212.1 文献标识码： A 一、前言 模拟传感器的应用非常广泛，不论是在工业、农业、国防建设，还是在日常生活、教育事业以及科学研究等领域，处处可见模拟传感器的身影。但在模拟传感器的设计和使用中，都有一个如何使其测量精度达到最高的问题。而众多的干扰一直影响着传感器的测量精度，如：现场大耗能设备多，特别是大功率感性负载的启停往往会使电网产生几百伏甚至几千伏的尖脉冲干扰；工业电网欠压或过压（涉县钢铁厂供电电压在160V～310V波动），常常达到额定电压的35％左右，这种恶劣的供电有时长达几分钟、几小时，甚至几天；各种信号线绑扎在一起或走同一根多芯电缆，信号会受到干扰，特别是信号线与交流动力线同走一个长的管道中干扰尤甚；多路开关或保持器性能不好，也会引起通道信号的窜扰；空间各种电磁、气象条件、雷电甚至地磁场的变化也会干扰传感器的正常工作；此外，现场温度、湿度的变化可能引起电路参数发生变化，腐蚀性气体、酸碱盐的作用，野外的风沙、雨淋，甚至鼠咬虫蛀等都会影响传感器的可靠性。模拟传感器输出的一般都是小信号，都存在小信号放大、处理、整形以及抗干扰问题，也就是将传感器的微弱信号精确地放大到所需要的统一标准信号(如1VDC～5VDC或4 mADC～20mADC)，并达到所需要的技术指标。这就要求设计制作者必须注意到模拟传感器电路图上未表示出来的某些问题，即抗干扰问题。只有搞清楚模拟传感器的干扰源以及干扰作用方式，设计出消除干扰的电路或预防干扰的措施，才能达到应用模拟传感器的最佳状态。 二、干扰源、干扰种类及干扰现象 传感器及仪器仪表在现场运行所受到的干扰多种多样，具体情况具体分析，对不同的干扰采取不同的措施是抗干扰的原则。这种灵活机动的策略与普适性无疑是矛盾的，解决的办法是采用模块化的方法，除了基本构件外，针对不同的运行场合，仪器可装配不同的选件以有效地抗干扰、提高可靠性。在进一步讨论电路元件的选择、电路和系统应用之前，有必要分析影响模拟传感器精度的干扰源及干扰种类。 1、 主要干扰源 （1）静电感应 静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，因此又称电容性耦合。 （2）电磁感应 当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路，这一现象称为电磁感应。例如变压器及线圈的漏磁、通电平行导线等。 （3）漏电流感应 由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良，特别是传感器的应用环境湿度较大，绝缘体的绝缘电阻下降，导致漏电电流增加就会引起干扰。尤其当漏电

传感器技术课后题答案 贾伯年 第3版

衡量传感器静态特性的主要指标。说明含义。 回差（滞后）—反应传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。 重复性——衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度。各条特性曲线越靠近，重复性越好。 灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。 阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。 稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。 漂移——在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。 静态误差（精度）——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离（逼近）程度。 计算传感器线性度的方法，差别。 理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。 端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。 “最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最小。这种方法的拟合精度最高。 最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。 什么是传感器的静态特性和动态特性？为什么要分静和动？ （1）静态特性：表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。 动态特性：反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。 （2）由于传感器可能用来检测静态量（即输入量是不随时间变化的常量）、准静态量或动态量（即输入量是随时间变化的变量），于是对应于输入信号的性质，所以传感器的特性分为静态特性和动态特性。 Z-1 分析改善传感器性能的技术途径和措施。 （1）结构、材料与参数的合理选择（2）差动技术（3）平均技术（4）稳定性处理（5）屏蔽、隔离与干扰抑制 （6）零示法、微差法与闭环技术（7）补偿、校正与“有源化”（8）集成化、智能化与信息融合 2-1 金属应变计与半导体工作机理的异同？比较应变计各种灵敏系数概念的不同意义。 （1）相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化所；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 （2）对于金属材料，灵敏系数Ko=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。前部分为受力后金属几何尺寸变化，一般μ≈0.3，因此（1+2μ）=1.6；后部分为电阻率随应变而变的部分。金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。 对于半导体材料，灵敏系数Ko=Ks=(1+2μ)+ πE 。前部分同样为尺寸变化，后部分为半导体材料的压阻效应所致，而πE 》(1+2μ)，因此Ko=Ks=πE 。半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。 2-3 简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿办法。 电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时，会产生温度误差。 补偿办法：1、温度自补偿法 （1）单丝自补偿应变计(2) 双丝自补偿应变计 2、桥路补偿法 （1）双丝半桥式（2）补偿块法 2-4 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。 原因： 上式分母中含ΔRi/Ri ，是造成输出量的非线性因素。无论是输出电压还是电流，实际上都与ΔRi/Ri 呈非线性关系。 措施：(1) 差动电桥补偿法 差动电桥呈现相对臂“和”，相邻臂“差”的特征，通过应变计合理布片达到补偿目的。常用的有半桥差动电路和全桥差动电路。 (2) 恒流源补偿法 误差主要由于应变电阻ΔRi 的变化引起工作臂电流的变化所致。采用恒流源，可减小误差。 2-5 如何用电阻应变计构成应变式传感器？对其各组成部分有何要求？ 一是作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量；另一是作为转换元件，通过弹性敏感元件构成传感器，用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。 331241240123412341142R R R R R R R R U U R R R R R R R R ?????????????=-+-+++ ? ?????

传感器输出信号的抗干扰

传感器输出信号的抗干扰 一、共模干扰 当现场多路信号，如4～20mA、0～10mA、1～5V同时输入多个控制器时，如下图所示。对于传感器输出的电流信号，只经PLC和变频器的输入阻抗之和不大于传感器的输出负载阻抗即可，压力传感器的信号可以同时串入PLC和变频器，如只有压力传感器信号，则PLC 和变频器也都可以正常接收压力传感器的信号。而当液位传感器的信号也同时接入PLC和变频器时，因PLC接收信号的-端都在变频器的+端，当两传感器的信号电流不一样时，就有可能使PLC两-端的电位有较大的差异，就就形成了共模干扰电压。如PLC输入端又互相不是隔离的，则会造成PLC的模拟信号输入端接收不正常。变频器的两输入信号是在PLC 的后面，其-端电位可保持在变频器内部电路设定的状态，问题不大。 解决的办法如下图所示，在PLC输入信号的一端加装隔离模块，此时PLC的两个-端中，由于一个是处于隔离状态，所以不会出现两个-端一高一低，与PLC内部电路不相适应的现象。 二、变频器干扰 由于变频器输出的正统波中有许多高次谐波，这些谐波分量通过电源线，耦合、感应等方式传播，严重时不但会造成传感器或电子设备不能正常工作，还会造成变频器自身出现接地故障不能正常工作。常采取的措施有以下几项： 变频器按说明书正确可靠接地； 变频器载波频率要尽是设低一此，降低谐波辐射强度，减少位移电流; 变频器输出侧安装输出电抗器，减少电缆的电磁辐射和位移电流； 与变频器连接的输入输出信号用隔离模块或中间继电器隔离开； 变频器电源输入侧安装输入电抗器，减少变频器对电网的谐波污染；

在变频器的中间直流环节串接直流电抗器提高功率因数。 三、电源干扰 很多干扰信号是通过电源线传播的，对于控制线路和控制装置，其电源可采用1：1的隔离变压器供电，并将隔离变压器的屏蔽端可靠抗议地，如下图所示： 四、传感器输出信号的抗干扰 传感器到PLC（或其它控制器）去的弱电信号，可采用阻容滤波的方法减少干扰，如下图所示。 传感器的输出信号，不论是电压还是电流，经过R、C阻容滤波，信号中的高频干扰信号被滤掉，输出信号就平滑了。如传感器是电压信号，电阻R可以大一些，1K～几百K均可，电容C从0.1～10uF；如是电流信号，则电阻R及PLC侧的输入电阻之和不能大于传感器的最大电阻值，多数情况下R≤500Ω，电容C的值从0.1～10uF间 五、控制器的开关量输入 有时PLC或其它控制器的开关量输入由于受外界干扰影响而瞬间输入错误，导致PLC产生误动作，这时在PLC的输入端并上一个0.1uF的小电容就可以消除这种干扰，如下图所示： 六、屏蔽双绞线和屏蔽线接地 对于弱信号的传输，如能形成一对电流相等方向相反的回路，最好采用双绞线，这样导线本身就具有一定的抗干扰能力，因为两个相近的双绞线形成的感应电压正好相反，本身就把外界耦合进来的干扰信号给抵消掉了，如再加上良好的屏蔽，其干扰能力就更强了。多数弱电信号的屏蔽层可以在接收信号侧（如PLC侧）一点集中接地，或是两边都不接地，视现场

传感器实时自校准-自补偿技术的研究

数据采集与处理990110 数据采集与处理 JOURNAL OF DATA ACQUISITION & PROCESSING 1999年 第14卷 第1期 Vol.14 No.1 1999 传感器实时自校准/自补偿技术的研究 赵敏　陈小平　王铮　余瑞芬 摘要　提出了对传感器进行实时自校准／自补偿的一种新 方法。首先从原理上进行分析论证，给出了用单片机系统对传感器进行自校准／自补偿的方 案，并提供了相应的实验数据，证明所提出的自校准／自补偿方法是切实可行的。 关键词：实时；传感器；自校准；自补偿 中图分类号：TP274.5；TP217.1；TP216 Research on Realtime Self-Calibration and Self-Compensation T echnique of Sensor Zhao Min　Chen Xiaoping　Wang Zheng　Yu Ruifen (Department of Measurement and Testing Engineering,Nanjing University of Aeronautics & Astronautics　Nanjing,210016) Abstract　A new method of sensor with the realtime self-calibr ation and self-compensation technique is presented. The method is analysed and justified based on the principle. A scheme for realtime self-calibration and s elf-compensation to sensor is given by using a micro-controller and the relati ve data are provided. It proves that the method of the realtime self-calibratio n and self-compensation is feasible. Key words: realtime； sensor； self-calibration； self- compensation 引　言 一般来说，传感器在使用过程中都有温漂、时 漂或某些参数发生变化的现象。对温漂可进行温度补偿来消除由温度影响给测量带来的误差 。传感器实时自补偿有硬件补偿和软件补偿两种方法，硬件补偿就是在传感器电路中增加电 阻网络进行温度补偿。而软件补偿就是数字化仪器利用软件编程对传感器的输出数据进行修 正达到温度补偿的目的。国内外许多科研工作者对实时自补偿都进行过研究，一些研究成果 已运用于实践。但传感器工作一段时间之后，产生的时漂或某些参数发生变化，又该如何减 小给测量带来的误差呢？为保证测量的精度，通常测量仪器必须定期进行标定，标定时需要 专门用校准的高精度传感器，涉及到温度补偿的标定过程相当繁琐。而对于有些用户来说， 又没有专门提供标准激励源的设备和校准传感器系统。再者，标定只能消除传感器参数发生 变化带来的误差，而对时漂引起的误差却无能为力。现在能否找到一种方法，在不用标准激 励和校准传感器的情况下，也能对传感器进行实时校准，同时能消除传感器参数发生变化和 时漂给测量带来的影响。作者利用软件编程将实时自校准和自补偿方法相结合，对传感器的 输出数据进行综合修正，减小温漂、时漂及传感器参数发生变化给测量带来的误差，确保测 量数据的准确、可靠。以下以硅压阻传感器为例讨论传感器的实时自校准／自补偿技术。硅 压阻传感器具有频响高、体积小、精度高、灵敏度高等优点，但硅压阻传感器是用半导体材 料制作的，受温度影响很大，因而最具有典型性。 1　实时自校准／自补偿原理 传感器的灵敏度、零位的变化究其原因，实质上是桥 臂电阻发生了改变。要实现自校准/自补偿就应知道桥臂电阻的变化与传感器灵敏度、零位 之间的内在关系。本文通过外加恒流激励的方式得到传感器桥臂电阻改变后输出变化的情况 ，经过解算找到了输出变化与灵敏度之间的关系，进而实现了校准和补偿。 图1是带自校准/自补偿的电桥放大电路原理图，R1～R4是桥臂电阻，R f是运放 反馈电阻，I s为恒流源。K受单片机系统控制。当K断开传感器不加载时 　(1) 　(2) 　（3） file:///E|/qk/sjcjycl/sjcj99/sjcj9901/990110.htm（第 1／7 页）2010-3-23 6:57:15

模拟传感器的主要干扰源及抗干扰措施

模拟传感器的主要干扰源及抗干扰措施 本文由https://www.wendangku.net/doc/ae16737523.html,提供 主要干扰源： 1）静电感应 静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，因此又称电容性耦合。 （2）电磁感应 当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路，这一现象称为电磁感应。例如变压器及线圈的漏磁、通电平行导线等。 （3）漏电流感应 由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良，特别是传感器的应用环境湿度较大，绝缘体的绝缘电阻下降，导致漏电电流增加就会引起干扰。尤其当漏电流流入测量电路的输入级时，其影响就特别严重。 （4）射频干扰 主要是大型动力设备的启动、操作停止的干扰和高次谐波干扰。如可控硅整流系统的干扰等。 （5）其他干扰 现场安全生产监控系统除了易受以上干扰外，由于系统工作环境较差，还容易受到机械干扰、热干扰及化学干扰等。 模拟传感器抗干扰的措施： 1、供电系统的抗干扰设计对传感器、仪器仪表正常工作危害最严重的是电网尖峰脉冲干扰，产生尖峰干扰的用电设备有：电焊机、大电机、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯，甚至电烙铁等。尖峰干扰可用硬件、软件结合的办法来抑制。 （1）用硬件线路抑制尖峰干扰的影响 常用办法主要有三种： ①在仪器交流电源输入端串入按频谱均衡的原理设计的干扰控制器，将尖峰电压集中的能量分配到不同的频段上，从而减弱其破坏性； ②在仪器交流电源输入端加超级隔离变压器，利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲； ③在仪器交流电源的输入端并联压敏电阻，利用尖峰脉冲到来时电阻值减小以降低仪器从电源分得的电压，从而削弱干扰的影响。 （2）利用软件方法抑制尖峰干扰

传感器技术习题与答案

传感器技术绪论习题 一、单项选择题 1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（ B ）。 A. 应变式传感器 B. 化学型传感器 C. 压电式传感器 D. 热电式传感器 2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ C ）两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（ C ），构成信息技术的完整信息链。 A. 汽车制造技术 B. 建筑技术 C. 传感技术 D.监测技术 4、传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（ A ）三大类。 A. 生物型 B. 电子型 C. 材料型 D. 薄膜型 5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（ B ）。 A. 传感器＋通信技术 B. 传感器＋微处理器 C. 传感器＋多媒体技术 D. 传感器＋计算机 6、近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（ D ）的传感器。 A. 视觉器官 B. 听觉器官 C. 嗅觉器官 D. 感觉器官 7、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B )。 A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤 8、传感器主要完成两个方面的功能：检测和（ D ）。 A. 测量 B. 感知 C. 信号调节 D. 转换 9、传感技术与信息学科紧密相连，是（ C ）和自动转换技术的总称。 A. 自动调节 B. 自动测量 C. 自动检测 D. 信息获取 10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是（ A ） A．应变式传感器 B．速度传感器 C．化学型传感器 D．能量控制型传感器 二、多项选择题 1、传感器在工作过程中，必须满足一些基本的物理定律，其中包含（ABCD）。 A. 能量守恒定律 B. 电磁场感应定律 C. 欧姆定律 D. 胡克定律 2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科，涉及（ABC ）等多方面的综合技术。 A. 传感检测原理 B. 传感器件设计 C. 传感器的开发和应用 D. 传感器的销售和售后服务 3、目前，传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用，以下领域采用了传感技术的有：（ ABCD ）。 A. 工业领域 B. 海洋开发领域 C. 航天技术领域 D. 医疗诊断技术领域 4、传感器有多种基本构成类型，包含以下哪几个（ ABC ）？ A. 自源型 B. 带激励型 C. 外源型 D. 自组装型 5、下列属于传感器的分类方法的是：（ ABCD ） A. 按输入量分 B. 按工作原理分 C. 按输出量分 D. 按能量变换关系分 6、下列属于传感器的分类方法的是：（ABCD ） A. 按输入量分 B. 按工作原理分 C. 按构成分 D. 按输出量分 7、下列属于传感器的分类方法的是：（ABCD ） A. 按基本效应分 B. 按工作原理分 C. 按构成分 D. 按输出量分 8、传感技术的作用主要体现在：(ABCD ) A．传感技术是产品检验和质量控制的重要手段 B. 传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用 C．传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分 D. 传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步 9、传感技术的研究内容主要包括：(ABC ) A．信息获取B．信息转换

传感器在测量中产生干扰的原因及处理方法

1、机械干扰 这类干扰包括振动和冲击，它们对于具有相对运动元件的传感器有很大影响。防范措施是设法阻止来自振动源的能量的传递。采用重量大的工作台是吸收振动的有效方法。也可为传感器配用质量大的基座，以造成阻抗失配，进而防止振动，但应注意增加传感器重量对被测对象带来的附加影响。 2、音响干扰 音响干扰一般功率不大，尤其是在医院和生物医学实验室环境下下，故这类干扰较易抑制，必要时可用隔音材料作传感器的壳体，或将其放在真空容器中使用。 3、热干扰 由热辐射造成的热膨胀，会使传感器内部元件间发生相对位移，或使得元件性能发生变化。易受此类干扰影响的传感器有电容式传感器、电感式传感器等。另外，两种不同种类金属的接触处的温差也会产生寄生热电势，受此类干扰影响较大的传感器有金属热电阻式传感器、热电偶式传感器等。为传感器加上温度补偿电路、保持测量童电路为恒定温度场等方法是常用的减小温度影响的有效方法。 4、电磁干扰 （1）静电干扰 电子设备大多把整机装入金属壳，该壳接地便对外部干扰起屏蔽作用。静电感应一般在高频时造成危害，因此静电屏蔽大多用来抑制高频干扰。 （2）电磁干扰 由于我们所处社会的电器化程度越来越高，各种各样的电子仪器在空中造成的电磁波污染也大量增加。如果不加小心，这些电磁波会由于电磁感应而对传感器输出信号产生严重干扰。对于此类干扰，除可用电磁屏蔽外，还可用滤波的方法来消除，后者对于已知干扰信号频率时尤为有效。另外，尽量缩短导线长度（它们的作用就像天线一样）、减小引线面积、将导线拧合在一起布线等措施也是推荐使用的。在使用传感器的电子仪器中，电源的交流声是一种影响很大的电磁干扰，多用滤波器来消除。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。

传感器技术答案(修正)东南大学

1-1衡量传感器静态特性的主要指标。说明含义。 1、线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。 2、回差――反应传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。 3、重复性——衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度。各条特性曲线越靠近，重复性越好。 4、灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 5、分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 6、阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。 7、稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。 8、漂移——在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。 9、静态误差（精度）——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离（逼近）程度。 1-2计算传感器线性度的方法，差别。 理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。 端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。 “最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最小。这种方法的拟合精度最高。 最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。 1-3什么是传感器的静态特性和动态特性？为什么要分静和动？ 静态特性表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。主要考虑其非线性与随机变化等因素。动态特性是反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性，研究其频率响应特性与阶跃响应特性，分析其动态误差。区分是为了在数学上分析方便。 1-4分析改善传感器性能的技术途径和措施。 1、结构、材料与参数的合理选择； 2、差动技术； 3、平均技术； 4、稳定性处理； 5、屏蔽、隔离与干扰抑制； 6、零示法、微差法与闭环技术； 7、补偿、校正与“有源化”； 8、集成化、智能化与信息融合。 2-1 金属应变计与半导体工作机理的异同？比较应变计各种灵敏系数概念的不同意义。 对于金属材料，电阻丝灵敏度系数表达式中1+2μ的值要比(d ρ/ρ)/ε大得多，d ρ/ρ=CdV/V 。金属丝材的应变电阻效应为ΔR/R=[(1+2μ)+C(1-2μ)] ε=Km ε。金属材料的电阻相对变化与其线应变成正比。压阻效应是指半导体材料，当某一轴向受外力作用时， 其电阻率ρ发生变化的现象。半导体材料的(d ρ/ρ)/ε项的值比1+2μ大得多,d ρ/ρ=πσ=πE ε。导电丝材的应变电阻效应为ΔR/R=Ko ε。对于金属材料，灵敏系数Ko=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。前部分为受力后金属几何尺寸变化，一般μ≈0.3，因此（1+2μ）=1.6；后部分为电阻率随应变而变的部分。金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。对于半导体材料，灵敏系数Ko=Ks=(1+2μ)+ πE 。前部分同样为尺寸变化，后部分为半导体材料的压阻效应所致，而πE 》(1+2μ)，因此Ko=Ks=πE 。半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。 2-3 简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿办法。 电阻应变计的温度效应相对热输出为：εt=(ΔR/R)t/K=1/K αt Δt+(βs-βt)Δt 应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时，会产生温度误差。 补偿办法：1、温度自补偿法 （只能在选定的试件上使用） (1)单丝自补偿应变计 (2)双丝自补偿应变计 2、桥路补偿法 （1）双丝半桥式 （2）补偿块法 2-4 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。 原因： 上式分母中含ΔRi/Ri ，是造成输出量的非线性因素。无论是输出电压还是电流，实际上都与ΔRi/Ri 呈非线性关系。 措施：(1) 差动电桥补偿法 : 差动电桥呈现相对臂“和”，相邻臂“差”的特征，通过应变计合理布片达到补偿目的。常用的有半桥差 动电路和全桥差动电路。(2) 恒流源补偿法：误差主要由于应变电阻ΔRi 的变化引起工作臂电流的变化所致。采用恒流源，可减小误差。 2-5 如何用电阻应变计构成应变式传感器？对其各组成部分有何要求？ 用作传感器的应变计，有更高的要求，尤其非线性误差要小（<0.05％~0.1％F*S ），力学性能参数受环境温度影响小，并与弹性元件匹配。 2-5 如何用电阻应变计构成应变式传感器？对其各组成部分有何要求？ 一是作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量；另一是作为转换元件，通过弹性敏感元件构成传感器，用以 对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。 要求：非线性误差要小（<0.05%~0.1%F.S ），力学性能参数受环境温度影响小，并与弹性元件匹配。 2-9 四臂平衡差动电桥。说明为什么采用。 全桥差动电路，R1,R3受拉，R2,R4受压，代入，得 由全等桥臂，得 可见输出电压Uo 与ΔRi/Ri 成严格的线性关系，没有非线性误差。即Uo=f(ΔR/R)。 因为四臂差动工作，不仅消除了飞线性误差，而且输出比单臂工作提高了4倍，故常采用此方法。 3-1 比较差动式自感传感器和差动变压器在结构上及工作原理上的异同。 自感式传感器实质上是一个带气隙的铁芯线圈，由两单一式对称组成。铁芯气隙，磁路磁阻随衔铁变化而变化，引起线圈电感量的变化。互感式传感器是一种线圈互感随衔铁位移变化的变磁阻式传感器。类似于变压器。互感式传感器为闭合磁路，初次级间的互感为常数；互感式传感器为开磁路，初、次级间的互感随衔铁移动而变，且两个次级绕组按差动方式工作。 3-4 变间隙式、变截面式和螺管式三种电感式传感器各适用什么场合？优缺点？ 电感式传感器主要用于测量位移和尺寸，以可以测量位移变化的其他参数，如力、张力、压力、力矩、压差、振动、应变、转矩、流量、密度等。三种传感器线性范围依次增大，灵敏度依次减少。 3-6 差动式电感传感器测量电路为什么经常采用相敏检波（或差动整流）电路？分析其原理 相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。原理：使高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。 3-7 电感传感器产生零位电压的原因和减小零位电压的措施。 差动自感式传感器当衔铁位于中间位置时，电桥输出理论上应为零，但实际上总存在零位不平衡电压输出(零位电压)，造成零位误差。原因：零位电压包含基波和高次谐波。产生基波分量的原因：传感器两线圈的电气参数和几何尺寸的不对称，以及构成电桥另外两臂的电气参数不一致；产生高次谐波分量的原因：磁性材料磁化曲线的非线性。措施：1、合理选择磁性材料与激励电流；2、一般常用方法是采用补偿电路，其原理为： (1)串联电阻消除基波零位电压；(2)并联电阻消除高次谐波零位电压；(3)加并联电容消除基波正交分量或高次谐波分量。3、另一种有效的方法是采用外接测量电路来减小零位电压。如前述的相敏检波电路，它能有效地消除基波正交分量与偶次谐波分量，减小奇次谐波分量，使传感器零位电压减至极小。4、此外还可采用磁路调节机构(如可调端盖)保证磁路的对称性，来减小零位电压。 331241240123412341142R R R R R R R R U U R R R R R R R R ?????????????=-+-+++ ? ?????331241240123412341142R R R R R R R R U U R R R R R R R R ?????????????=-+-++++ ? ?????33124124012341234111111424U 4R R R R R R R R U U R R R R R R R R R R U R R ???????-?-??-?-??=-+-++++ ? ???????==