许多数据收集体系直接衔接传感器。与一切丈量体系相同，有必要找出差错，并尽最大或许地减小这些差错。因为热漂移、EMI/RFI、内部噪声、走线、接地和屏蔽形成的差错都会对总的丈量差错产生影响。假如知道引起差错的原因，就最大极限地减小这些差错。
本文事例中运用的是instruNeti423数字化仪，这是专为直接衔接许多不同传感器而规划的多种体系之一，它能够衔接比方电压传感器、电流传感器、电阻传感器、称重传感器、应变计、热电偶和热电阻(RTD)。也能够将本文所述的技能应用于其它数据收集体系。
试验运用的称重传感器能够丈量0到2kg的力，内部包含4个350Ω电阻，电阻绑定在受压会曲折的金属板上。金属板的曲折会改动电阻值。能够将这个称重传感器想像为一个源阻抗为350Ω、接纳3.3VDC鼓励电压并产生偏移量为1.65VDC的±10mV信号的传感器。数据收集差分放大器看到的便是±10mV，咱们将评价毫伏级差错。本文中的一切图片都是来自这个设备的实践丈量。图1是称重传感器的原理图。从电气视点看，称重传感器与应变计和mV/V压力传感器是相同的。
图1：应变计实质上是一个有着4个电阻的桥电路，电路两头的电压会跟着金属板曲折变形而产生改动。
咱们将要点重视这些差错来历：
耦合进传感器信号的射频搅扰(RFI)
耦合进传感器信号的50/60Hz电源
数据收集体系的内部噪声
热漂移和传感器不稳定性
测验设备
正常状况下，传感器经过一根屏蔽电缆衔接到数据收集体系。但是出于演示射频搅扰(无线电波耦合进信号线)的意图，咱们切断了IN+导线，并引入了一个侵略信号和一个函数产生器。函数产生器的5Vrms输出衔接到一根围着传感器IN+导线绕了10圈的裸导线。咱们还在函数产生器输出端串联了一个270Ω的电阻，便于经过侵略线圈产生18mA的电流(5Vrms/270=18mArms).
咱们还在第二个丈量通道上衔接了一个假的传感器，这个传感器与称重传感器有相同的电气特性。它包含4个在电缆结尾悬浮于空中的独立薄膜电阻，函数产生器也选用与称重传感器相同的方法衔接。源阻抗越高，耦合进来的射频搅扰就越多。因而，假传感器具有与称重传感器相同的350Ω源阻抗。第二个通道用于辨认来自称重传感器自身内部的少量不稳定性。
第三个通道用一段坐落数据收集IN+与IN-端子之间以及GND与IN+之间的2cm长导线接地。这第三个通道用于确认内部体系噪声和数据收集体系自身的热漂移。一切试验都是用丈量规模是±10mV的instruNeti423卡完结，并运用instruNetWorldOscilloscope/Strip图表软件。这种卡供给软件可选的6Hz和4000Hz双极模仿低通滤波器、软件可选数字滤波器和软件可选积分(均匀)功用。
许多称重传感器制造商引荐运用10V的鼓励电压，这将在称重传感器上耗费约285mW的功率(10^2/350=0.285)。这么大的功耗将产生热量和温度漂移。因而咱们挑选更低的3.3V电压，对应31mW更小的功耗。
射频搅扰耦合进传感器信号
射频搅扰(RFI)所触及的无线电波将经过空气耦合进导线。这能够用麦克斯韦方程来解说，即导线#1中电流的改动将产生一个磁场流过导线#2做成的环，并在导线#2中感应出一个电流，然后在经过电阻后转化为电压。RFI效应随源阻抗的添加而增强(源信号强度不足以反抗RFI)；因而，高的源阻抗和低电平丈量是最大的应战。这儿所示的试验将向你解说信号开关和正弦信号怎么耦合进你的信号。
On/Off开关RFI：当一根传感器导线邻近的侵略信号产生由低到高的转化时，会有一个向上的尖峰耦合进导线；当侵略信号产生由高到低的转化时，又会有一个向下的尖峰耦合(或许假如RFI磁通量是相反方向时与此相反)。这正是咱们有时在数字化的波形上看到尖峰的原因——它们与侵略的数字信号或设备的导通关断有关。
正弦波RFI：别的，正弦波能够经过空气传达，并将另一个相同频率的正弦波耦合进有用信号。调幅收音机挨近1MHz，调频收音机挨近100MHz，两种正弦波众所周知都会进入试验室或工厂。
怎么检测RFI
建立你的数据收集体系，尽或许快地从一个通道进行数字化，坚持一切的模仿和数字低通滤波器处于封闭状况，积分(均匀)功用也处于封闭状况。然后以不同的水平刻度(比方全屏下100?s至50ms)调查成果波形。即便你终究试验是要以不同采样率并在积分/滤波翻开的条件下数字化多个通道，也请这样做。你或许感到很有必要翻开滤波功用使信号看上去好点。但现在暂时要反抗住这种引诱，专心于更多地了解你的信号。了解丈量差错的技巧是暂时遗忘你的终究目标，并做一些简略的试验。图2显现了来自200Hz方波的350?V尖峰，其间咱们以166ksamples/s的速度从350Ω称重传感器数字化了8k样本。
图2：来自方波的高频重量或许耦合进你的信号，产生有害的搅扰。
寻觅搅扰源
在重复性的数字化示波器轨道的一起，将邻近的设备翻开和封闭(比方机器，泵，电源)，调查数字化波形上的改动。假如你封闭了一台邻近的电源，并注意到尖峰消失了，那么阐明这个电源耦合进了你的传感器。
侵略信号经过空气传达并耦合进了你的传感器电缆吗？抑或它经过你的地线传输？测验移动你的传感器电缆，调查对数字化波形的影响。电缆方位影响图形吗？假如有影响，那么阐明空气中的射频搅扰正在经过具有不同物理尺度(不同磁通量)的环线(你的电缆)传输。因为移动电缆而产生的辐射场改动是空中传输射频搅扰的痕迹。添加电缆屏蔽或许有用，还能够试试下面评论的其它几种技能。
电缆/传感器的地衔接到了外部金属(比方待测设备)吗？假如连了，从物理上断开它，调查对你信号的影响。假如信号有改动，那么你就知道电流正在流过你的地线，这是数据收集地和待测设备地之间存在的沟通信号引起的。这被称为“地环路”，一般能够用电气上阻隔传感器的方法来处理。地之间的沟通电压差一般是因为改动电源引起的，包含改动地回路上的电流以及该地线上的相关压降。地之间的典型电压差是50mVdc加上15mVac。为了用活络的数据收集体系丈量这种状况，将IN+衔接到地#1，将IN-衔接到地#2，尽或许快的数字化一个通道，调查全屏时100?s至25ms刻度下的波形。
差分放大器共模按捺功用有协助吗？数据收集体系都有差分输入电路，它们丈量两个输入之间的电压差。一切差分放大器都有这样一个参数：对两个输入端上的共模信号能够按捺多少？典型的目标是60Hz时按捺80dB。这意味着两个引脚上60Hz信号的万分之一被看作差分信号。
举例来说，用裸导线衔接IN+和IN-，在IN+和GND之间施加一个60Hz、1Vrms的信号，然后进行数字化，你将会在IN+和IN-之间看到60Hz100?Vrms的信号。数据收集的一个小秘密是，这种按捺功用每10倍频将下降20dB，这意味着你在600Hz时能够到达千分之一的按捺，6KHz时是百分之一，60KHz时是十分之一，再高就没有按捺作用了。数字开关(比方尖峰)所触及的频率常常超越60KHz。因而在许多状况下，放大器共模按捺功用并没有什么协助，特别是对数字开关引起的射频搅扰而言。
