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知识之窗

2006年9月
2005年11月发行的NetSOL Online着重介绍了一些在测量仪表(µR系列记录仪)中抑制输入信号噪音的功能范例(滤波器和移动平均)。本文则简要说明输入信号由模拟信号转换成数字信号时怎样消除A/D电路噪音。

µR系列仪表使用积分A/D转换器将测量输入模拟信号转换成数字信号。这个积分A/D转换器在指定时间宽度积分测量值。如果指定的时间间隔(积分时间)与噪音周期匹配,下图所示的正、负曲线下的面积相互抵消,平均值变成0,噪音得到抑制。



例如,积分时间为20ms,频率是Hz及其整数倍的噪音将被抑制。同样地,如果积分时间为16.67ms,频率是60Hz及其整数倍的噪音将被抑制。如果积分时间是100ms,频率是10Hz及其整数倍的噪音将被抑制。商业供电是主要的噪音源之一。通过设定积分时间,频率为50Hz或60Hz的商业电能噪音将被消除。

µR10000/µR20000上A/D转换器的积分时间和相应的抗噪(抑制频率)之间的关系,以及积分时间和测量周期之间的关系总结如下。

µR10000

1: 工厂默认设置

µR20000

1: 工厂默认设置

两种老款µR系列打点式记录仪(µR1000/1800)的工厂默认设置是100ms,从上图可以看出,µR系列打点式机型(µR10000与µR20000)使用自动模式。请一定谨记这个积分时间是可切换的。

现在请看下图以了解噪音是怎样被消除的。下图是一个积分时间为20ms的频率特征图。
Integral time of 20 ms (logical value)
20ms的积分时间(逻辑值)

垂直轴线代表振幅比(增益),横轴线代表频率,振幅比是输出信号和输入信号的振幅比率,以分贝(dB)表示。负分贝值表示输入信号在输出前已经被削弱(0分贝表示输入信号没有被削弱)。从上图可以看出50Hz及其整数倍的频率部分已经被有效地削弱(也就是,消除)。

<附注>

  1. MX100数据采集系统使用说明书,横河电机株式会社
  2. MX100技术规格,横河电机株式会社
  3. Yokogawa测量和测试仪器总目录94,横河电机株式会社
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YOKOGAWA


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·  2006年9月
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