電磁干擾產生電壓測量誤差的分析

劉福

摘 要：對于影響電壓測量誤差的因素很多，本文主要針對電磁干擾差生的電壓測量誤差進行研究，并給出相應的解決策略。

關鍵詞：電磁干擾 電壓測量誤差 原因 措施

引言

在進行交流電壓和直流電壓的測量中，必須保證數據的真實可靠，才能保證傳感器等精密儀器的正常運行，對于測量數據的可靠性影響因素很多，不僅包括儀器的性能，還包括測量者的不正確使用，在測量儀器或被測電路外圍的電磁干擾也會對測量數據造成影響，所以，為了保證數據的準確性應該對電磁干擾產生誤差的原因進行分析，找出降低干擾的方法，進而提高測量數據的精確度。

一、對于電磁干擾的分析

（一）發生電磁干擾的主要干擾源

1.靜電感應的發生，在進行電壓測量時，當兩個閉合回路或者元件之間存在著一定的寄生電容時，就會使得兩支電路在進行電壓測量時，其中一條支路上的電荷會通過寄生電容進行電流的傳播，在另一支電路上發生靜電感應，使得整個電壓測量時出現重復現象。2.電磁感應現象的出現，這種情況通常是指在兩個電路之間有互感存在，在這一前提下，其中一個支路上的電流會通過磁場耦合到另一個電路上，這種情況造成的電壓測量誤差并非實際的數值的增加，而是一種耦合現象，通常發生在變壓器或者線圈的漏磁、通電平行導線等情況下。3.漏電感應主要是由于電子線路內部的元件支架等內部線路的質量問題，尤其是絕緣質量減弱，使得絕緣電阻下降，發生漏電現象，使得電流增加，在進行測量時出現誤差。4.射頻干擾也是影響電壓測量的一個重要因素，這種情況一般出現在大型動力設備的測量上，這種情況在電壓測量中出現的頻率不太高。

（二）電磁干擾的種類分析

電磁干擾的種類可以分為四個方面，首先為常模干擾，這種干擾是指干擾信號在兩條支路上的流入情況是一致的，主要存在于周圍磁場情況較強的交變磁場，一般來說，主要是對儀器的干擾，受磁場干擾發生交流電動勢，使得在電壓測量時出現誤差，這種情況造成的干擾是較難排除的。第二種干擾類型為共模干擾，這種情況是指在兩條電路上的流過部分并不完全，只存在一部分，以地面作為公共回路，信號電流在流動時只在往返電路中流過，分為三種類型，有設備對地的漏電，地電位差，以及線路本身對地干擾，一般來說，共模干擾較易抑制，但是受電路穩定性的影響，一旦共模干擾轉換為常模干擾，就會較難去除。還有一種干擾為長時干擾，這種干擾是長期存在的，干擾的時間長且發生的變化不穩定，一般來說，這種干擾造成的電壓誤差是不容易測量出來的。還有可能存在意外的瞬時干擾，這種情況一般發生在電氣設備的操作上。干擾造成的現象表現為信號為零，數字顯示表數值亂跳，傳感器工作時，輸出值與實際值之間的信號不吻合，誤差發生也不規則，往往是變化的、隨機的。

二、進行抗干擾的措施的建議

（一）關于尖峰干擾的抑制

主要是將頻譜均衡原理的抗干擾設計輸入到交流電源中，主要原理是將尖峰端的電流分配到不同頻段上，減小測量誤差。還可以選擇超級隔離變壓器作為交流電源的輸入，主要利用的是磁鐵共振原理。還可以進行壓敏電阻的并聯，減小電阻值從而降低電壓，減小誤差值。還可以通過軟件設計降低尖峰干擾，采用編程進行時間濾波，用程序控制可控硅導的導通電壓，從而降低電壓誤差。

（二）抑制干擾源產生的電磁干擾

對于電磁源的抑制，主要通過濾波來使得電路中的靜電降到最低，減小靜電感應發生的頻率，使得電路中流過的電壓更為穩定，還可以采取屏蔽措施，將電路中產生的靜電感應和電磁感應進行屏蔽，使得電壓測量更為精準。還可以通過接地的方式，將電路中的多余電流引入到地面，減少電路中包含的電流，降低電壓測量誤差。

（三）切斷干擾的傳播途徑

對于干擾源的傳播主要在于對周圍磁場的改變，應該盡可能減低周圍磁場的強度，使得電磁干擾的傳播介質減弱，傳播途徑受到限制，就會使得整個電壓測量工作開展得更為順利，誤差也會減小。傳播途徑還包括電路內部的傳播，應該將電路質量進行改善，保證干擾的傳播盡可能的減小。

（四）增強敏感設備的抗干擾能力

對于電磁較敏感的設備來說，其電壓變化受磁場影響很大，所以，應該降低設備對干擾的敏感度，使得設備在抗干擾上強度更高，在周圍磁場環境較為嚴重的情況下，這種設備的反應會很小，在進行電壓測量時，數值誤差就會很小。

三、總結

對于電磁干擾造成的電壓測量誤差也有多種情況，對于不同電磁干擾產生的誤差測量進行了原因分析，也提供了一些提高準確度的辦法，在進行電磁干擾消除的工作時，應該對不同的干擾類型進行把握，針對性的采取措施，對于常模干擾和共模干擾造成的測量誤差是較難消除的，只能盡可能的降低誤差。

參考文獻

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