儀器儀表抑制干擾的有效策略

白丹晶

摘要：隨著社會的發(fā)展和科技的進步，各類自動化儀器儀表也得以廣泛的應用，而儀器儀表的穩(wěn)定以及可靠性將直接影響到整個生產的安全、質量以及企業(yè)的經(jīng)濟效益。但是由于儀器儀表的應用環(huán)境較為復雜極易會受到各類干擾因素的影響，導致其應用效率降低，為此，必須要采取相關措施來對干擾進行抑制，提升儀表的可靠性。

關鍵詞：儀器儀表;抑制干擾;策略

1 引言

在儀器儀表使用過程中其所受到的干擾指的主要為噪聲或者無用、不具有應用價值的信號。譬如，對于電力企業(yè)而言其所受到的干擾主要表現(xiàn)形式為磁場、電場等。而為了更好地提升儀器儀表的使用性能，提升儀表的可靠以及穩(wěn)定性就必須要采取相關措施來對干擾進行抑制，本文主要是從干擾類別入手，提出了相關抑制干擾的措施。

2 儀器儀表干擾要素以及危害

2.1儀器儀表干擾要素分析

第一，干擾源。在儀器儀表使用過程中可能會受到電磁干擾源的影響，從而導致其與電磁、電流等相互排斥。而當進行電壓的測量過程中，將會受到較為明顯的電磁系的影響，導致出現(xiàn)較為混亂的電波，從而影響到整個電流的安全穩(wěn)定運行，而且在電磁系的內部也會由于電波的混亂而出現(xiàn)干擾源。對于干擾源的種類而言其較為豐富，譬如，瞬間開關、導航系統(tǒng)以及電磁脈沖等均會產生不同形式的干擾;第二，干擾途徑。就目前而言，干擾信號自身就存在了似穩(wěn)場以及輻射場兩種說法，如果干擾信號的波長要小于受干擾對象的結構尺寸，此時干擾信號則類似于輻射場，而其所輻射的電磁量則可以進行信號干擾，并通過耦合或者漏電方式實現(xiàn)與絕緣支承物的結合從而對相應的線路或者設備造成干擾;而當干擾信號的波長大于干擾對象的結構層次時則此時干擾信號就被稱作為似穩(wěn)場。在此種情況下當儀器儀表對相關信息進行測量中，信號電波和電磁波則可以共同形成一個電磁場，而在此時如果儀器儀表處于工作狀態(tài)則勢必會對空間磁場內產生一定的干擾電波;第三，回路串模及共模。顧名思義串模干擾就是在被測信號上進行干擾的疊加，而造成此種干擾的源頭主要是由于周邊存在較為強勁的交變磁場，當儀器儀表處于工作狀態(tài)時，低電平信號則可以直接承受周邊交變磁場的影響，從而出現(xiàn)交流電動勢干擾模式。而共模干擾則主要是針對于外供電儀器儀表而言的，由于信號源側和輸入端側系統(tǒng)存在一定的接地點差異，所以可以在系統(tǒng)地電位上呈現(xiàn)出不同的表現(xiàn)方式。

2.2 儀器儀表受干擾的危害

第一，高壓擊穿。當儀器儀表受到電磁干擾之后必然會將能量進行轉化而產生更大的電流，如果儀器儀表處于高阻狀態(tài)則會轉變?yōu)楦唠妷海坏┏霈F(xiàn)此類情況，勢必會直接導致接點或者零部件出現(xiàn)點擊穿的情況，導致儀器儀表的損壞或者失效;第二，浪涌沖擊。對于存在金屬屏蔽的相關儀器儀表，由于其外殼殼體的微波能量難以有效地輻射至設備的內部，從而導致其有極大的可能在外部殼體上產生較大的脈沖電流，而此時則會導致浪涌問題。當殼體上表面出現(xiàn)此類情況時也會導致其縫隙或者空洞中滲入一定的電流，繼而通過導線的作用而穿入到殼體電路中，直接對儀器儀表的敏感器件受到損壞等;第三，器件的損壞。干擾存在的危害除了上述情況外，器件本身還可能由于突然間受到電壓的影響而出現(xiàn)短路損壞等問題。譬如，功率較大而出現(xiàn)器件的燒毀或者由于PN結存有較高的電壓，而直接導致器件被擊穿的情況。但無論是哪種問題，無論是存儲器還是集成電路均會遭到同樣的干擾問題，所以必須要加強對干擾的抑制。

3 消除干擾的具體方法

3.1物理隔離

儀器儀表物力隔離抑制干擾的具體措施為：通過增大干擾源和儀器儀表之前的距離，從而將干擾進行消除。但是此種干擾消除方式具有較大的限制，譬如設備的規(guī)范性以及布線空間等均會影響到消除效果。所以，在進行物理隔離時主要是以電纜敷設為主。對于強弱電信號的電線進行敷設過程中應當盡可能的規(guī)避平行敷設，要避免將兩種導線進行捆扎處理。而且在實際敷設過程中還要確保強弱電信號回路間的獨立性，盡可能的避免選用供用接地線方式。對于弱電線信號回路的連接而盡可能的敷設在相同的回路中，不能選擇大地信號為傳送載體。而對于各元件、導線出現(xiàn)較大的性能差異情況下，則應根據(jù)實際的參數(shù)特點，譬如噪聲強弱、功率等進行分類劃分，對于同類型的元件和導線，則應當將其統(tǒng)一進行管理，確保端子箱的獨立以及對元件和導線間距的合理控制，進而起到物力隔離的目的。

3.2采取合理的浮空方式

為了更好地提升儀器儀表的使用效率，在進行干擾的抑制過程中可以通過浮空方式有效的避免線路以及設備不受到干擾影響，保證其穩(wěn)定運行。通過此方式的應用可以有效的抑制多種因素造成的干擾，尤其是距離問題所產生的干擾。

3.3電路平衡抵消干擾

所謂的電路平衡抵消干擾指的就是通過將具有同類信號的導線兩根歸為一組，從而使其具備一直的抗電壓作用，從而起到抵消干擾的作用。通過此方式的應用可以有效地切斷外圍電路對于電磁干擾的影響。一般情況下，雙絞線是此類消除干擾的主要方式之一，雙絞線自身就具備了電路平衡的相關結構。

3.4屏蔽干擾源

對于屏蔽干擾源的方式主要包括以下幾種屏蔽方式：第一，靜電式屏蔽法。假如導體A為正電，而導體B由于受到導體A的干擾，導致其左側表現(xiàn)為負電，右側表現(xiàn)為正電。此時通過將屏蔽層C添加在導體A的外層，且該屏蔽層沒有采取任何的接地處理操作。如果將屏蔽層C的外層導入到大地中，則接地一側的電荷則為正，而且其表面并不會呈現(xiàn)任何帶電狀態(tài)，則可以表明有效地消除了對導體B的干擾。為此就將此種靜電感應所產生的干擾抑制效果稱為靜電屏蔽。但是由于導體A和屏蔽C之間會形成電容，所以此時如果有電流形成勢必會影響到屏蔽效果。所以在應用此方式進行干擾的抑制時應當充分的結合儀器儀表的類型、干擾情況等切實降低干擾問題。

第二，導磁材料屏蔽法。對于此方式的抑制干擾主要是將具有高導磁性的材料應用在屏蔽層中，譬如坡莫合金的應用，則可以有效地對干擾信號進行屏蔽。通過應用高導磁性材料，在屏蔽層中可以使磁力線成封閉狀態(tài)，進而起到干擾抑制的目的。從經(jīng)濟角度出發(fā)，為了降低信號電纜的干擾，一般采取以下措施：對于信號電纜敷設環(huán)節(jié)已經(jīng)在鐵制槽盒內部完成，從而有效地降低對于信號電纜的切割問題，起到降低外磁場的干擾。

第三，電纜與線的干擾屏蔽法。在對各儀表之間使用的連接線進行測量時，勢必會出現(xiàn)高頻電流通過的情況，進而導致電磁輻射的形成，對其他電路造成干擾。在此過程中，屏蔽層應當按照接地的理念，并通過在屏蔽層外部增加絕緣層而起到降低裸屏蔽或者屏蔽層接觸到其他金屬導體而形成通路的情況，降低地點路和電壓所造成的信號干擾。

總而言之。在儀器儀表的具體應用過程中，無論是動力線或者儀表線沒有正確的分開走線，還是現(xiàn)場存有大功率設備等，均會給其的使用帶來干擾，所以，為了提升儀器儀表的使用性能，可以通過物理隔離、電路平衡抵消干擾以及屏蔽干擾源等方式來抑制干擾。

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