探討測控儀器中抗干擾技術應用

周朝輝

摘要：近些年來，隨著人類科技的發展，抗干擾技術的發展越來越成熟，同時其應用范圍也越來越廣，抗干擾技術在一定程度上帶動了經濟的發展和維護了社會的穩定發展。測控儀器的抗干擾是一項錯綜復雜的工作，由于測控儀器的抗干擾性能沒有固定的模板，因此實現每一件測控儀器的抗干擾性能都是一個需要反復試驗的過程，并且自由度較大，基本上都需要遇見具體問題具體分析。本文主要對現有的抗干擾技術進行了深入研究，并且探討了測控儀器中抗干擾技術的應用，希望本文能為測控儀器的正常運行提供一些幫助。

關鍵詞：測控儀器；抗干擾技術；探討；應用

近幾年隨著科技的發展，在我們的生產和生活中出現了大量先進的儀器，以此滿足了社會和經濟發展的需要。但是在儀器生產過程中常會出現各類干擾問題，在儀表測控系統中，一個普遍存在的問題就是干擾帶來的影響問題：人們在使用某些電子產品元件自動化裝置時，不可避免地會受到各種影響，尤其是在使用部分性能差的設備時，其影響程度是巨大的。這些問題會對儀器設備自身，尤其是測控儀器的使用帶來特別不好的影響，這不僅降低了測控儀器的穩定性同時也降低了儀器的準確性。為了保證測控儀器正常的生產活動，同時提高其利用效率，因此，本文從實際角度出發，對抗干擾技術在測控儀器中的運用進行了一定的研究，從技術層面對測控儀器的抗干擾技術應用深入探討，以為相關人士提供一定的借鑒。

一、常見的干擾源以及對系統的干擾

實際工作中，測控儀器不僅接收有用的信號，還會接收到摻雜著一些與被測信號無關的電流、電壓的存在，這種就是被我們稱之為沒有價值或者沒有用處的“干擾”，也就是噪音。噪音的出現對測量結果來說，如果沒有得到較好的處理，會讓測量結果與真實可靠地結果出現大相徑庭的情況。更為嚴重的情況是，如果干擾的強度太強大，會導致設備無法正常使用或者直接毀壞。由大量的時間數據我們可以得出一個結論，抗干擾性能夠對于任何一個電子設備都是一項重要參數，DCS、現場總線技術在此因素影響下快速發展發展，使得可以對目前實際生活中存在的大部分干擾進行排除。

一般情況下測控系統的干擾源主要包括外部干擾和內部干擾，是電力網絡和電氣設備的暫態過程、雷電等引起空間的輻射干擾和系統電源線、信號引線、接地等引起的系統外引線干擾。

二、接地抗干擾技術

為排除一些因素對測控儀器的干擾作用，連接測控儀器的時候往往要進行接地，就是將某一個點與一個等電位點或等電位面用低電阻導線連接，構成一個基準電位。接地的主要目的就是消除公共地線阻抗所產生的共阻抗耦合干擾，并避免受磁場和電位差的影響，防止形成地電流環路與其它電路產生磁耦合干擾。對于一些大型的且具有統一型號電路的測控設備，為了減少接地的工作量，可以統一進行的接地操作處理。還有一個值得注意的是地線也是引入干擾的重要通道。在一個較大的測控系統中，往往包括各種測試儀器，其中既有高頻信號，又有低頻信號；既有強電電路，又有弱電電路；既有開關動作的設備，又有極為敏感的弱電信號裝置。因此不同類型的信號電路應有不同的地線，如信號地線、信號源地線、負載地線。對于同一類信號電路中，一般有一個共同的接地系統，但有時也要根據信號電路的不同采取不同的接地形式，如串聯單點接地、并聯單點接地及多點接地。

（一）串聯單點接地。公共地線并非理想的純導線，具有一定的電阻，這一點容易被人們忽視。即使是導線的電阻很小，也會在電路間形成干擾。各電路接地電壓都受到其它電路電流的影響。采用這種接地方式時，弱信號電路放在最近處接地。但從抑制電阻耦合角度看，這種接地方式最不可取。

（二）并聯單點接地。這種方式可以避免電阻耦合干擾，因為各電路的接地電位只與自身電流有關，不受其它電路電流影響。這種接地方式最適用于低頻。

（三）多點接地。對于高頻電路，應采用多點接地方式。地線系統一般是與機殼相連接的扁粗金屬導體或機殼本身，也常用導電條連成網或是一塊金屬網板作為地線。為了降低電路的地電位，每個電路的地線應盡可能縮短，以降低接地線阻抗。多點接地系統的優點是電路構成比單點接地簡單，而且由于接地線短，接地線上可能出現的高頻駐波現象顯著減小。但由于多點接地后，設備內部會增加許多地線回路，它們對低電平信號的電路會引起干擾，帶來不良影響。綜合起來考慮，通常接地方式可以這樣選擇：頻率低于1MHz時可采用一點接地方式，高于10MHz時應采用多點接地。在1～10MHz之間，如采用一點接地，其地線長度不得超過波長的1/20，否則應采用多點接地。

三、屏蔽技術

屏蔽技術就是用金屬隔離的原理，把通過空間引入的電場、磁場或電磁場耦合的部分隔離開來，割斷其空間場的耦合通道。這個被隔離的部分既可以是干擾源，也可以是易受干擾的測試儀器。這樣，既屏蔽了被隔離部分向外施加干擾，也屏蔽了被隔離部分接收外來的干擾。

（一）電場屏蔽。當干擾源產生的干擾是以電壓形式出現時，干擾源與測控儀器之間就存在容性電場耦合。在這種情況下，最有效的抗干擾辦法是施行電場屏蔽。

（二）屏蔽連接。需要屏蔽的測控設備雖然已經接地，從理論上說測控精度應該是十分精確的，但是在實際工作中，卻往往出現實際測控精度與理論不符的情況，對于這種問題而言，主要是接地屏蔽設備出現電荷泄露，導致大量的電流流經設備，在設備的上形成渦流電磁場，這個電磁場就會對設備的測量精度造成干擾。如果測控儀器本身與儀器的信號源存在著一定的物理位移，這樣就可以用一根電纜將其連接起來，構成一個完整的電屏蔽。當屏蔽接地體上有電荷泄放時，屏蔽體上將流過較大的流，形成渦流電磁場，從而形成對屏蔽導體的電磁干擾。

四、結語

隨著科學技術的發展，對測控精度的要求越來越高，傳統的測量工具已經不再滿足科技發展的需要，但是在當新的測控設備誕生的時候，發現干擾在一定程度上會影響測控的精度，而且如果設備長期在干擾的狀況下運行，不僅科技人員無法對其正常的使用，而且還有折損它本身的使用壽命。干擾的類型有很多，對于儀器本身的內部干擾來說，由于物理距離較近，可以采用正確接地的方法。此外，當屏蔽的對象是線路還有電纜的時候，可以使用合理布線或者濾波的方法。最為重要的是，各種抗干擾的方法都有自己的使用范圍，即獨特的抗干擾作用，所以要想增加抗干擾的強度，可以將多種方法進行結合使用。

參考文獻：

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