引言
传感器在自动化检测系统当中应用价值很高，其作为一种检测装置，是实现自动检测目标以及自动控制任务中发挥着非常重要的作用。传感器通过感受自动化检测系统中所检测到的信息，按照要求完成转变，并将其通过其它形式传输出去，以实现相应的目的。从传感器的实际使用情况来看，各种各样的干扰问题一直存在，且层出不穷，而且很多干扰因素都来源于生产现场，如果不能及时寻找到这些干扰问题的针对性解决策略，将这些干扰彻底消除或者有效抑制住，其必然会影响到系统工作的顺畅性和实效性。
一、关于传感器的简要介绍
（一）传感器的工作原理
传感器的工作原理，如下图1所示：首先向传感器提供±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波，经过功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈。由基准电源与双运放组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源。当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器放大成1.5v±1v的强信号，再通过V/F转换器变换成频率信号，通过信号环形变压器从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。
二、传感器在自动化控制系统中的应用
传感器在自动化控制系统中扮演着至关重要的角色，是自动化控制系统中不可或缺 的一项技术。目前，传感器在自动化控制系统中的应用范围越来越广泛，实践应用效果也越来越理想化。
（一）机器人用传感器
机器人之所以能够感知道自己的存在，并随时根据真实环境以及操作需求来调整和改变自己的作业状态，其原因便在于机器人设计制造中应用到了非常多种类型的传感器技术，传感器技术的价值就在于为机器人及时提供 有效反馈信息，机器人便可以根据反馈信息来实施 下一步操作。在实际使用机器人的过程当中，还是要根据真实需求来随时进行调整。
（二）机械加工中应用传感检测技术
传感检测技术在机械加工中发挥着非常重要的作用，当前机械加工生产现场，传感检测技术是 不可或缺的存在。
以机床加工为例，机床加工要求非常高，其需要利用传感器对机床的具体位置、振动、变形和速度等因素进行精准测量，以此来对整体条件和环境进行严格控制，将刀具和工件位移降到更低。
还有，在机械加工中，传感器技术还可以对整个加工状态进行全面监测，如此一来，便可实现在确定检测结果前提之下来随时调整和优化加工条件，以此来提高加工，实现高精度化目标。现在的机械加工现场多是无人化的状态，应用传感检测技术可以在很大程度上节省相关资源，同时还可以确保加工检测结果的准确度。
除此之外，传感检测技术在机械加工精度方面还发挥着至关重要的作用，机械加工对加工精度要求非常之高。比如：在工件的尺寸把握中，会涉及到一个基点，要确定检测工件的具体位置，便会应用到接触式传感器或者位移传感器。特别是近几年，传感器的创新和提升速度非常之快，诸如扫描测头技术便得到了越来越广泛的应用，扫描测头技术主要应用于工件基础测量以及与之相似的工件测量，该技术的优势主要体现在其能够在更短的时间里获得更多更具可靠性的数据，而且这些数据与实际情况更加接近，如此测量结果的可靠性便可得到更全面的保障。
（三）汽车自动控制系统中的传感技术
近些年，汽车对自动化的要求越来越高，之前汽车当中所使用的机械系统，在当前应用中已经暴露出一定的问题和弊端，其并不能够很好地满足高端技术以及功能需求，即使机械系统可以解决也很难保证解决效果的理想性。基于此情况，电子控制系统拥有了更加广阔的应用空间，而传感技术作为电子控制系统的核心部分，在其中的影响力自然是不容小觑。
从现阶段汽车的实际使用情况来看，大多数汽车自动控制系统当中会包含10-22只不等的传感器，而且在不同系统当中，传感器的作用和功能也不尽相同。当前就汽车自动控制系统而言，传感器主要集中分布在三个系统当中，分别是发动机、车身以及底盘三个控制系统。
三、自动化检测系统中传感器的干扰因素分析
（一）长时干扰
长时干扰是干扰自动化检测系统中传感器的一类常见因素。何为长时干扰，顾名思义，即长期存在的干扰。与其他干扰因素相比，长时干扰有着自己的独特之处，其中最显著的特点在于这类干扰会长期存在而且变化并不会很大。对于长时干扰因素的监测，一般应用检测仪表便可以检测出来，比如邻近动力线或者电源线的电磁干扰都属于长时干扰。
（二）共模干扰
共模干扰，即以地作为公共回路，干扰信号在流过两条线路之后会共同经过地线回路，其很容易在此过程中发生相互干扰的情况。
就目前自动化检测系统中传感器的实际使用情况来看，线路本身、设备对地漏电、地电位差等等都是造成共模干扰的主要来源。此外，共模干扰还存在一个问题，那就是在 线路不平衡的状态下，共模干扰转变成常模干扰的可能性很高，而且如果真的转变成了常模干扰，那么整个抗干扰工作的难度就会被提高很多。
（三）静电感应干扰
静电感应发生的原因在于不同支电路或者不同元件当中存在着寄生电容的情况，寄生电容为电荷的传导提供了可能性，在实际运行过程中，其中的支电路随时都有可能通过寄生电容发生传导现象，影响到其它支电路的正常运行，进而导致静电感性的出现，影响到自动化检测系统中传感器的应用效果。
（四）电磁感应干扰
电磁感应干扰是自动化检测系统中传感器应用过程中比较常见的一种干扰因素，之所以会出现电磁感应干扰，其原因在于不同电路之间互感的存在，因为互感，不同电路的电流很容易因为磁场耦合而影响和干扰到其它电路。电磁感应干扰主要发生在位移传感器的使用过程当中，因此，在自动化检测系统当中应用位移传感器时一定要多关注。
（五）射频干扰
自动化检测系统当中出现的射频干扰主要来自于大型动力设备，这类设备在启动、停止以及操作过程中都会产生不同程度的射频干扰和高次谐波干扰。
四、自动化检测系统中传感器抗干扰技术阐述
（一）屏蔽技术
屏蔽技术可划分为多种类型，按照屏蔽对象的不同，屏蔽技术可分为静电、电磁和低频屏蔽。屏蔽方式要相对简单一些，一般会选择用特殊金属材料制成的容器来将电路包住，进而防止发生电场干扰以电磁干扰问题的发生。
（二）电磁屏蔽
电磁屏蔽建立在电涡流原理基础之上，其借助高频干扰电磁场来产生电涡流，进而消耗掉干扰磁场的能量，起到保护电路的理想效果。如果电磁屏蔽层接地，那么电磁屏蔽还能够起到屏蔽经典的效果。
目前，自动化检测系统当中所使用的传感器，输出电缆多会选择采用铜质网状进行屏蔽，这类屏蔽方式兼具双重屏蔽效果，即可屏蔽静电，又可屏蔽电磁。但是，在选择屏蔽材料时需要注意，一定要选择铜、镀银铜或者铝这类导电性能好的低电阻材料。
（三）静电屏蔽
在静电屏蔽当中，需要选择铜、铝等这类导电性好的金属材料，利用这类材料制作密闭性强的金属容器，然后将之与地线进行连接，进而植入需要保护的电路，避免电路被外部电场所影响和干扰。
（四）低频磁屏蔽
一般情况下，如果采用上述集中屏蔽干扰的方式不能达到预期的效果，那么多会选择采用低频磁屏蔽的方式。低频磁屏蔽方式是采用高导磁材料作为屏蔽层，之所以选择高导磁材料，其是将低频干扰磁感线限制在磁组比较小的磁屏蔽层内部，以此来对电路进行保护，避免低频磁场耦合对电路产生干扰。
（五）接地技术
抑制干扰，基地技术算是其中实效性比较强的一种技术，如果能够及时采取有效的接地技术来屏蔽外来干扰，那么整个自动化测试系统的可靠性将会得到很大提升，而且自动化系统本身的干扰因素也会因此得到减少。
之所以选择通过接地的方式来排除干扰，其原因具体体现在两个方面：其一是出于安全角度考虑，其二便是抑制干扰。目前接地主要包括三种方式，分别是保护接地、屏蔽接地以及信号接地。其中，保护接地的方式，安全性要更高一些，系统中传感器测量装置的底盘、机壳等都需要接地。而屏蔽接地，其是通过干扰电压来对地形成低阻通路，避免测量装置被干扰。还有，信号接地，是电子装置输入和输出的领信号电位的公共线，信号地线包括两种类型，即模拟信号地线与数字信号地线，其中，模拟信号会比较弱一些，数字信号要强一些，所以对地线的要求也会有所不同。在实际应用过程中，接地方式主要包括一点接地和多点接地两种措施：
1、一点接地
一点接地主要被应用在低频电路当中，一点接地可分为两种线路类型：一是放射式接地线路，二是母线式接地线路。其中，关于放射式接地线路，是电路当中各功能电路直接用导线和零电位基准点连接到一起。而关于母线式接地线路对接地母线的要求则要更高一些，其需要选择带有截面积的优质导体，和零电位点直接连接到一起，电路中的各功能块的地可就近接在该母线上。
如果采用如果采用多点接地，电路中便会因此形成多个接地回路，在此过程中如果与脉冲磁场或者低频信号经过这些接地回路，那么便很容易产生电磁感应噪声。而且因为接地回路特征各不相同，所以在实际回路闭合点上就很容易产生电位差，进而形成强大的干扰。基于此，还是选择一点接地要更加合适一些。
自动化检测系统中，传感器和测量装置不可或缺，但是实际系统中传感器和测量装置的距离通常会比较远，加之现场特别是工业现场大地电流本身就有着非常强的复杂性，因此，传感器和测量装置外壳的接大地点电位是不同的。如果将传感器和测量装置的零电位分别接到两个不同的地点，即采用两点接地的方式，如果电流过大，其在流过一些电阻比较低的信号传输线时便会产生压降的情况，造成串模干扰。所以，综合考量，还是选择一点接地的方式要更好一些。
2、多点接地
多点接地主要适用于高频电路当中，高频时，即便是一小段地线也会产生比较大的阻抗压降，加之分布电容的影响，其是没有办法采用一点接地方式的。所以，采用多点接地方式要更为合适。多点接地的具体方式是：利用一个良好的导电平面体接至零电位基准电上面，然后各个高频电路的低就近接到导体平面体上面。导电平面体本身的高频阻抗就比较小，所以能够很好地保证多处电位的一致性，与此同时，还可以选择架设旁路电容的方式来实现减少压降的结果。
（六）滤波技术
在抑制交流串模干扰的方式当中，滤波器的实用效果要更具理想性。目前，传感器检测电路时比较常用的几种滤波电路主要包括如下几种类型：
1、RC滤波器
Rc滤波器，成本低、体积小，其拥有着比较好的抑制串模干扰的效果，该方式应用主要针对的是信号源为热电偶或者应变片等信号变化缓慢的传感器。但是，在选择使用Rc滤波器时，一定要注意一点，那就是Rc滤波器减少串模干扰是建立在牺牲系统响应速度基础之上的。
2、交流电源滤波器
在电源网络当中，其吸收了各种各样的高低频噪声，为了有效抑制混入电源的噪声，通常会选择使用交流电源滤波器
3、直流电源滤波器
一般情况下，直流电源是会被多个电路所共用，基于此，为了阻止通过电源内阻造成几个电路相互干扰情况的发生，会选择在电路直流电源上面加入Rc或Lc退耦滤波器，目的就是要对低频噪声进行滤除。
4、光电耦合技术
光电耦合技术的承担载体是光电耦合器，这是集光电于一身的耦合器件。光电耦合器主要包括发光二极管和发电三极管两个核心部分，其输入和输出在电气上都是绝缘状态，所以，光电耦合器不仅被被广泛应用于光电控制，而且在提高系统抗共模干扰能力方面也发挥着至关重要的作用。
驱动电流流过光电耦合器的发光二极管，发电三极管受光会饱和，发射输出高电平，信号便可以因此得到顺利传输。由此一来，即便在输入回路当中出现了干扰情况，但是只要其在门限之内，输出情况就不会受到影响。
5、脉冲电路中的嗓声抑制
针对脉冲电路当中发生的干扰噪声，其抑制方式可以选择：把输入脉冲微分之后再积分，然后再设置一定幅度 的门限电压，以此来滤除小于该门限电压的信号。在选择此种方式滤除噪声之前，其对于模拟信号可以先选用A/D进行转换。
结束语：
综上所述，解决自动化检测系统中传感器干扰问题本身便是一项极具复杂性和挑战性的任务，不同工作环境下传感器所遭遇到的干扰问题是不尽相同的，其对抗干扰技术的要求自然也会有所不同。为了保证抗干扰技术的实际应用效果，相关人员必须要充分考虑多重因素，保证干扰问题与抗干扰技术的高度适配性，以实现自动化检测系统中传感器的正常稳定工作。
参考文献：
[1]阎宝君、刘健、梁禹升、王世奇. 无位置传感器的永磁同步电机控制技术综述[J]. 自动化与仪表, 2020, 35(10):83-87.
[2]唐世祥, 陈康, 赵韧,等. 振弦式传感器在大坝安全监测系统中的应用及施工期监测分析[J]. 水利水电技术（中英文）, 2020(S02):361-366.
[3]顾夫挺. 基于多传感器的车辆检测方法及其可靠性分析[D]. 浙江工业大学, 2020.
[4]沈梦萍, 段然, 张海燕,等. 基于图形处理器的转变边缘传感器读取系统信号处理技术研究[J]. 北京师范大学学报（自然科学版）, 2022, 58:1-6.
[5]谢怡, 陈向东, 张传武,等. 基于Zynq的多传感器室内空气质量检测与分析系统[J]. 物联网技术, 2021, 11(8):6-11.
[6]冯新岩, 李沐, 蕳晓琨,等. 基于自动时差分析的特高频局部放电检测时域抗干扰技术[J]. 高压电器, 2020, 56(8):217-223.
[7]邱鹏程, 李开宇, 李磊,等. 基于多传感器融合的高精度温度监测系统设计[J]. 电子测量技术, 2020, 43(3):92-96.
[8]张吉圭, 陈敏, 王义,等. 基于振弦式传感器的桥梁应力结构监测系统[J]. 河南科技, 2020, 39(26):122-124.
[9]李春东, 卞振宇, 高源,等. 基于SAW抗干扰传输的无线传感器网络温测方法[J]. 压电与声光, 2020, 42(4):471-476.
[10]何毅帆, 徐恒昌, 汤亮亮,等. 基于虚拟锁相放大器的接地网无损检测系统[J]. 中国测试, 2020, 46(3):84-90.
【作者简介】汤敏（1979-2-24），女，汉族，籍贯：江苏省南通市，
所在院校：江苏第二师范学院，职称：讲师， 学历:硕士，研究方向：语音编码
