3. 切断接地回路

接地回路可以说是数据采集系统中最常见的噪声来源。正确的接地对于精确测量至关重要，但这个概念却经常被误解。当电路中两个连接端子具有不同的地电位时便形成了接地回路。这个电位差会导致电流流入交叉连接点，从而产生偏置误差。更复杂的是信号源的地和数据采集设备的地之间的电势通常不是直流电平。这导致在读数中会出现电源频率分量的信号。如图4中的简单热电偶应用。

图4 采用接地信号源的差分热电偶测量会形成一个接地回路

这里，一个其实很直接的温度测量却由于待测设备(DUT)与数据采集装置的地电位不同而变得很复杂。虽然两个设备共享同一个接地端，但如果配电电路连接不正确，则地电位差可能达到200 mV甚至更多。电位差在测量结果中就会表现为具有交流分量的共模电压。回想一下，刚才我们说隔离是将信号源的地与仪表放大器的参考地进行电气隔离的一种方法(见图5)。

图5 隔离可通过将物理地与放大器参考地进行分离来消除接地回路

由于电流无法流过隔离屏障，因此放大器参考地的电位可以比物理地更高或更低。这样就可以避免在不经意间产生接地回路。使用隔离测量设备可避免测量系统适当接地的模糊性，从而确保更准确的结果。

4. 使用4-20 mA电流回路

长电缆和工业或恶劣电气环境中的噪声会导致进行精确测量电压变得非常困难。因此，用于测量压力、流量、位置等的工业传感器经常会发射出电流信号而不是电压信号。使用4-20mA电流回路是许多过程监测应用中距离发送传感器信息时所采用的方法，如图6所示。

图6 仪表放大器使用一个分流电阻器来将过程电流信号转换成电压信号

每个电流回路包含三个组成部分 - 一个传感器、一个电源以及一个或多个数据采集设备。来自传感器的电流信号通常介于4~20mA之间，4mA代表最低信号值和20mA代表最高信号值。这种传输方式的优点是可以通过0mA来判断电路开路或连接不良。电源的电压范围通常在24~30VDC范围内，取决于电路的总压降。

最后，数据采集设备在仪表放大器的引线之间使用一个高精度分流电阻器来将电流信号转换成电压测量信号。由于从电源一端流出的所有电流必须返回到电源另一端，因此电流回路信号不受大多数电噪声和沿长电缆流动时产生的压降所影响。此外，为传感器供电的端子也会传输测量信号，从而大大简化了现场接线。

图6显示的隔离屏障为电流回路应用提供两个主要好处。首先，由于电源电压通常超过大部分仪表放大器的最大输入电压，因此隔离对于隔离放大器地极与物理地到可接受的电压而言是十分必要的。其次，电流回路的运行原理是电流从不会从电路中流出。因此，隔离任何通往地的电流回路都可以防止信号的衰减。NI 6238和NI 6239工业M系列数据设备等设备为4-20mA电流回路应用提供了一个内置分流电阻器和高达60VDC的对地隔离电压。

5. 使用24 V数字逻辑

测量噪声并不局限于模拟信号。数字逻辑也可能会受到嘈杂电气环境的影响，导致错误的开/关值指示或意外触发。许多电压电平和逻辑系列与数字I/O相关，其中有一些具有更高的抗噪性能。晶体管 - 晶体管逻辑(TTL)是目前最常见的逻辑系列，应用于从微处理器到LED等各种组件。虽然受到广泛应用，TTL并不一定是所有数字应用的最佳选择。