專家談測試：通過正確的線纜連接減少測量誤差

分離小信號和大信號

如果信號之間的強(qiáng)度比超過20：1，就應(yīng)該從物理上盡可能將他們分隔開來。 應(yīng)審查整個(gè)信號路徑， 包括布線和相鄰的連接。 所有未使用的線應(yīng)該接地或接低端，并放置在感應(yīng)線通道中。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或 ATE 系統(tǒng)中，在使用螺絲在接口上固定接線時(shí)，切勿影響到臨近通道的連接和功能。

無線輻射干擾

大部分電壓測量儀器， 如果周圍有高強(qiáng)度、 高頻率的信號時(shí)， 可能會生成虛假讀數(shù)。高頻信號的可能來源包括附近的無線電和電視發(fā)射臺、 老款的計(jì)算機(jī)CRT監(jiān)視器和手機(jī)。高頻能量可能會耦合到數(shù)字萬用表系統(tǒng)的布線中。 若要減少干擾，請嘗試讓纜線連接盡量減少地暴露在高頻射頻源附近。 如果您需要完成的測試對來自儀器的射頻輻射極其敏感， 這就需要一個(gè)扼流線圈， 使用在系統(tǒng)電纜連接中，如下所示， 以衰減儀器的輻射。 請注意， 您最有可能在您的計(jì)算機(jī)顯示器視頻輸入電纜上看到這種線圈。 看上去像圓柱型的，在它的中心 就會有一個(gè)小的扼流線圈。

熱電動勢誤差

熱電動勢誤差是在小直流電壓測量中最常見的來源。 當(dāng)您在不同的溫度下使用不同的金屬電路連接時(shí)，會生成熱電勢電壓。每個(gè)金屬--金屬連接處，都會形成熱電偶， 它生成的電壓與連接處的溫度差成正比。 您應(yīng)采取必要的預(yù)防措施，盡量減少熱電偶電壓， 以及在低電壓測量中的溫度變化。 最佳的連接是使用銅--銅的卷壓連接方式。下表顯示了常見的不同金屬之間的連接產(chǎn)生的熱電勢。

磁場所造成的噪聲

如果您正在磁場附近測量， 您應(yīng)采取預(yù)防措施，避免測量連接中的感應(yīng)電壓。 如果在磁場中， 輸入的連接布線發(fā)生抖動， 或磁場發(fā)生變化，都可能感應(yīng)電壓。 在地球的磁場中運(yùn)動的無屏蔽、 裸露的輸入的導(dǎo)線， 可以生成幾個(gè)毫伏。 在交流電源線周圍， 不同的磁場還可以導(dǎo)致高達(dá)幾百毫伏的感應(yīng)電壓。在大電流的導(dǎo)體附近工作時(shí)，您應(yīng)該特別小心。 如有可能，您應(yīng)該將布線遠(yuǎn)離磁場。在電動馬達(dá)、 發(fā)電機(jī)、 電視和電腦CRT顯示器周圍， 磁場都普遍存在。 此外，如果在工作區(qū)域附近有磁場， 操作時(shí)請確保您輸入的接線已經(jīng)拉直，并**固定好。使用雙絞線連接到儀器可以減少噪聲拾取的回路面積，或盡可能將電線緊密困在一起。 在校準(zhǔn)時(shí)， 如果計(jì)量毫歐表和毫伏表， 磁場造成的測量波動可能會引起比較大的問題。 要減少這些波動， 我們可以構(gòu)建了一個(gè)金屬屏蔽箱， 隔離開儀表和周圍的磁場。 箱體上可以有一個(gè)小開口，開口只需足夠大，以讀取測量結(jié)果和更改設(shè)置。

低電平的 AC 測量誤差

當(dāng)測量的交流電壓小于 100 mV時(shí)， 要知道這些測量都是特別容易受到外來噪聲源的影響，而引入錯(cuò)誤。 暴露的測試引線都可能成為天線， 內(nèi)部數(shù)字萬用表將測量收到的信號。 整個(gè)測量路徑，包括電源線， 都可能成為一個(gè)環(huán)形天線。 回路中的電流， 在通過包括儀器輸入在內(nèi)的一系列串行阻抗后， 將產(chǎn)生電壓誤差。 出于這個(gè)原因， 您應(yīng)該使用屏蔽線，將低電平的 AC 電壓輸入儀器。 您還應(yīng)該將屏蔽連接到低端。 如果無法避免， 也一定要盡量減少接地回路的面積。相比于低阻抗源， 一個(gè)高阻抗源容易拾取到更多的噪聲。 您可以通過與儀器的輸入終端并聯(lián)一個(gè)電容的方法，來降低源的高頻阻抗。 您可能需要試驗(yàn)，以確定適合您應(yīng)用的正確電容值。 大部分的外部噪聲是與輸入信號不相關(guān)的。 如下所示，您可以用這個(gè)公式確定誤差。

與被測件有關(guān)聯(lián)的噪聲，雖然極為少見，但尤其有害。 這種噪聲將總是直接添加在輸入信號上。 測量低電平信號時(shí)， 如果有同頻率的其它信號存在，例如與本地交流電源的頻率相同時(shí)，是容易產(chǎn)生誤差的。如果在同一個(gè)開關(guān)卡或模塊上，切換大信號和小信號時(shí)必須十分小心。 因?yàn)樵谶@種情況下，有可能大信號的充電電源，會在小信號的的通道上釋放。 這時(shí)，建議您可以使用兩個(gè)不同的模塊，或者將小信號通道與大信號通道分開， 在它們中間增加一個(gè)未使用的通道，連接到大地。