設備故障診斷系統資訊：電路設計中傳感器電路內部七種噪聲的分析

電路設計是傳感器技術性能以及是否具有優越的關鍵影響因素，由于傳感器輸出端都是很微小的信號，如果企業因為噪聲導致社會有用的信號被淹沒，那就得不償失了，所以需要加強傳感器電路的抗干擾設計發展尤為重要。電渦流位移傳感器能靜態和動態地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計量工具。一體化振動變送器將壓電傳感器和精密測量電路集成在一起，實現了傳統“傳感器+信號調理器”和“傳感器+監測儀表”模式的振動測量系統的功能；適合構建經濟型高精度振動測量系統。振動故障診斷監測系統分析范圍20KHz；緩變信號通道不少于32路，16位精度，動態信號通道不少于4路，102.4kS/s；系統變攜，可以自帶電源連續工作4小時。在這之前，我們國家必須了解傳感器電路噪聲的來源，以便找出可以更好的方法來降低噪聲。

電路設計中傳感器電路內部七種噪聲的分析

電路設計是影響傳感器性能的一個關鍵因素，因為傳感器的輸出信號非常小，如果有用的信號因為噪聲而被淹沒，那么增益就不值得損失，因此，加強傳感器電路的抗干擾設計就顯得非常重要。在此之前，我們必須了解傳感器電路噪聲的來源，以便找到更好的降低噪聲的方法。一般來說，在傳感器電路中有七種主要的噪聲類型:

低頻噪聲

低頻噪聲主要是企業由于公司內部的導電微粒不連續發展造成的。特別是碳膜電阻，其碳質材料內部管理存在問題許多學生微小顆粒，顆粒之間是不連續的，在電流流過時，會使電阻的導電率發生時間變化可以引起電流的變化，產生一種類似接觸社會不良的閃爆電弧。另外，晶體管也可能導致產生具有相似的爆裂噪聲和閃爍噪聲，其產生作用機理與電阻中微粒的不連續性相近，也與晶體管的摻雜不同程度以及有關。

半導體電子器件發展產生的散粒噪聲

由于跨越半導體PN結的勢壘區的電壓的改變導致在該區域中累積的電荷量改變，所以出現電容效應。 當施加的正向電壓增加時，N區中的電子和P區中的空穴向耗盡區移動，這等同于對電容器充電。 當正向電壓降低時，它使電子和空穴遠離耗盡區，這相當于電容放電。 當施加反向電壓時，耗盡區反向改變。 當電流流過勢壘區時，這種變化可能導致流過勢壘區的電流輕微波動，從而產生電流噪聲。 噪聲的大小與溫度和帶寬 △ f成正比。

高頻熱噪聲

高頻熱噪聲是由導體中電子的不規則運動引起的。溫度越高，電子運動越強烈。導體中電子的不規則運動在其內部產生許多小電流波動。由于其運動無序，其平均總電流為零，但當其作為元件(或電路的一部分)插入放大器電路時，其內部電流被放大，成為噪聲源，尤其是對高頻工作電路的高頻熱噪聲有很大影響。

通常在工頻下，電路的熱噪聲與通帶成正比，通帶越寬，電路熱噪聲的影響越大。以一個1k的電阻為例。如果電路的通帶為1MHz，電阻兩端的開路電壓噪聲有效值為4V(假設溫度為室溫T=290K)。看似噪聲的電動勢不大，但如果接在增益為106倍的放大電路上，其輸出噪聲可達4V，對電路會造成很大的干擾。