宣建麗

摘要：儀器及測(cè)控系統(tǒng)的優(yōu)化性，往往會(huì)直觀影響現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)及安全化運(yùn)行，系統(tǒng)的抗干擾能力同樣也對(duì)整體系統(tǒng)的可靠運(yùn)行密切相關(guān)。一般而言，干擾的存在會(huì)使具體測(cè)控儀器難以順利運(yùn)作，因而，為規(guī)避干擾對(duì)測(cè)控結(jié)論的消極影響，亟需對(duì)干擾進(jìn)行恰當(dāng)?shù)钠帘蔚取?/p>

關(guān)鍵詞：測(cè)控儀器;抗干擾技術(shù);探析

引言

“干擾”即指，在工程測(cè)量期間除去有用信號(hào)，受各類因素影響后產(chǎn)生的一些無關(guān)于被測(cè)信號(hào)的電流或電壓。在實(shí)際測(cè)量期間，若未能優(yōu)化處理這類干擾，就極易產(chǎn)生各類非客觀性的測(cè)量結(jié)果，甚至還會(huì)出現(xiàn)測(cè)控儀器失誤判斷并發(fā)出錯(cuò)誤指令的現(xiàn)象?；诖?，有針對(duì)性地探究與研習(xí)測(cè)控儀器的抗干擾技術(shù)，積極提升其抗干擾性能非常重要。

一、干擾來源

（一）電磁感應(yīng)

該項(xiàng)來源即就是磁耦合。具體是指聯(lián)通信號(hào)源與儀表間的涉及導(dǎo)線，與儀表中的配線經(jīng)由磁耦合在電路中產(chǎn)生干擾。譬如，功率較大的高壓電網(wǎng)、變壓器以及交流電機(jī)等，其就近區(qū)域會(huì)存在較強(qiáng)的交變磁場(chǎng)，當(dāng)對(duì)應(yīng)儀表閉合回路處于該變化的磁場(chǎng)中時(shí)，便會(huì)順勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。而該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相串聯(lián)于有用信號(hào)時(shí)，并且信號(hào)源與儀表間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，該項(xiàng)干擾情況就尤為突顯。此時(shí)，有意識(shí)地把導(dǎo)線遠(yuǎn)離強(qiáng)用電設(shè)備與動(dòng)力網(wǎng)，適時(shí)調(diào)整走線的趨向并減少導(dǎo)線的回路面積，可顯著減少該電磁感應(yīng)干擾。

（二）靜電感應(yīng)

處于相對(duì)關(guān)系中的兩個(gè)物體，若其中一個(gè)發(fā)生電位變化，所產(chǎn)生的電容也會(huì)使另一物體出現(xiàn)電位變動(dòng)。干擾源是經(jīng)由電容性耦合在回路中產(chǎn)生干擾，其屬于兩電場(chǎng)互相作用后的產(chǎn)成結(jié)果。當(dāng)對(duì)兩根信號(hào)線及動(dòng)力線進(jìn)行平行敷設(shè)時(shí)，動(dòng)力線與兩根信號(hào)線之間的距離并不一致，實(shí)際分布的電容也并不相等，該狀況下兩根信號(hào)導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電位差，產(chǎn)生的干擾信號(hào)往往有幾十毫伏或更大;而將信號(hào)線有機(jī)扭絞起來進(jìn)行敷設(shè)，就會(huì)使電場(chǎng)在兩信號(hào)線中產(chǎn)生的電位差極大地減小。其中，運(yùn)用靜電屏蔽方式，常會(huì)使干擾形成的感應(yīng)電勢(shì)減小至1＼100-1＼1000。

（三）附加熱電勢(shì)及化學(xué)電勢(shì)

該方面主要是受差異化金屬形成熱電勢(shì)與金屬腐蝕等狀況，并后續(xù)產(chǎn)生出的化學(xué)電勢(shì)。當(dāng)其處于電回路模式時(shí)便會(huì)產(chǎn)生干擾，該類干擾頻繁以直流形式出現(xiàn)，往往在彈簧繼電器或接線端子板等處易出現(xiàn)熱電勢(shì)。

（四）振動(dòng)干擾

即指導(dǎo)線在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)適時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其會(huì)產(chǎn)生系列干擾信號(hào)，在振動(dòng)環(huán)境當(dāng)中，為有效減少振動(dòng)干擾，?？蓪⑿盘?hào)導(dǎo)線進(jìn)行有機(jī)定固。

（五）差異化地電位的引入

在大地中，差異化的接地點(diǎn)內(nèi)常會(huì)存在電位差，特別是在大功率用電設(shè)備的就近區(qū)域，當(dāng)該類設(shè)備的絕緣性能較弱時(shí)，其中的電位差就會(huì)更大。在儀表使用過程中，基本都是在輸入回路中存在不少于兩個(gè)的接地點(diǎn)，該狀況下就將差異化接地點(diǎn)內(nèi)的電位差有機(jī)引入儀表中。該類地電位差時(shí)長(zhǎng)會(huì)超過1-10V，其同時(shí)出現(xiàn)在兩根信號(hào)導(dǎo)線中，以靜電耦合的方式，可以在兩輸入端感應(yīng)出對(duì)地的共同電壓，從而通過共模干擾的形式呈現(xiàn)。該共模干擾并不直接與信號(hào)進(jìn)行疊加，不會(huì)直觀化影響儀表，但它?？苫跍y(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生對(duì)地泄漏電流，之后泄漏電流以電阻耦合直接作用于儀表，從而產(chǎn)生干擾。

（六）脈沖電壓

通過繼電器、開關(guān)及電機(jī)等負(fù)載產(chǎn)生的脈沖電壓，不但可對(duì)模擬電路產(chǎn)生效用，還會(huì)對(duì)數(shù)字電路產(chǎn)生干擾。

二、關(guān)于接地抗干擾技術(shù)

各類儀器設(shè)備都不可缺少接地，具體的接地，即指將某點(diǎn)與一個(gè)等電位點(diǎn)或等電位面通過低電阻導(dǎo)線進(jìn)行聯(lián)結(jié)，從而構(gòu)成一個(gè)基準(zhǔn)電位。地線屬于引入干擾的必要通道，在較大的測(cè)控系統(tǒng)中，常會(huì)涵括各種類別的測(cè)試儀器，由于差異類型的信號(hào)電路也應(yīng)當(dāng)存在異同性的地線，譬如，信號(hào)、信號(hào)源及負(fù)載地線等。在同一類信號(hào)電路中，往往具備一個(gè)共同的接地系統(tǒng)，但時(shí)常也應(yīng)依據(jù)信號(hào)電路的不同，有機(jī)采取差異化的接地形式。

（一）串聯(lián)單點(diǎn)接地

公共地線并不是理想化的純導(dǎo)線，其存在一定的電阻，而即便導(dǎo)線的電阻很小，也會(huì)在電路間產(chǎn)生干擾，該方面常常會(huì)被民眾所淡漠化。各電路接地電壓都會(huì)受其它電路及電流的影響，運(yùn)用該類接地方式期間，弱信號(hào)電路應(yīng)置于最近處接地，而從抑制電阻耦合的維度觀看，該類接地方式非常不可取。

（二）并聯(lián)單點(diǎn)接地

該并聯(lián)單點(diǎn)接地方式可有效規(guī)避電阻耦合干擾，由于各電路的接地電位僅與自身的電流有關(guān)，即并不受其它相關(guān)電路與電流的影響，所以，該類接地方式往往最適用于低頻。

（三）多點(diǎn)接地

該方式更適宜于高頻電路。地線系統(tǒng)是連接于機(jī)殼的扁粗金屬導(dǎo)體或是機(jī)殼本身，也常會(huì)用導(dǎo)電條聯(lián)結(jié)成網(wǎng)，或以一塊金屬網(wǎng)板作為地線。為降低電路地電位，每個(gè)電路的相應(yīng)地線都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有機(jī)縮短，以減少接地線阻抗。多點(diǎn)接地系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)特征較為顯著，譬如電路構(gòu)成簡(jiǎn)便、高頻駐波現(xiàn)象出現(xiàn)頻率較小等。而當(dāng)進(jìn)行多點(diǎn)接地之后，設(shè)備內(nèi)部就會(huì)增加眾多的地線回路，這些都會(huì)對(duì)低電平信號(hào)電路產(chǎn)生干擾影響。經(jīng)由綜合化考慮，一般進(jìn)行對(duì)接地方式的選擇時(shí)，對(duì)頻率小于1MHz的情況有機(jī)選用一點(diǎn)接地方式，超出10MHz時(shí)，則應(yīng)選用多點(diǎn)接地方式。而對(duì)處于既定區(qū)間內(nèi)的情況，若選擇一點(diǎn)接地，對(duì)應(yīng)的地線長(zhǎng)度需小于或等于波長(zhǎng)的1＼20，反之，則選用多點(diǎn)接地方式。

三、屏蔽技術(shù)闡釋

（一）電場(chǎng)屏蔽

干擾源所產(chǎn)生干擾是通過電壓形式出現(xiàn)時(shí)，干擾源與測(cè)控儀器之間就實(shí)存容性電場(chǎng)耦合。以上相關(guān)境況下，電場(chǎng)屏蔽就是最高效的抗干擾手段。

（二）屏蔽連接

當(dāng)屏蔽接地體中存在電荷泄放時(shí)，屏蔽體上將會(huì)有機(jī)產(chǎn)生渦流電磁場(chǎng)，并有機(jī)形成對(duì)屏蔽導(dǎo)體的電磁干擾。當(dāng)測(cè)控儀器的信號(hào)源距儀器有一定的長(zhǎng)度時(shí)，運(yùn)用屏蔽電纜線便可將二者維系聯(lián)結(jié)起來，從而形成一個(gè)完備的電屏蔽，后續(xù)可通過屏蔽所處點(diǎn)連接信號(hào)地便可極大減少干擾。

四、結(jié)束語(yǔ)

各方式在測(cè)控儀器中都具有特殊抑制效用，但多數(shù)是互存聯(lián)系的，因此，就測(cè)控儀器抗干擾而言，可有機(jī)結(jié)合接地及屏蔽，以有效將干擾最大化降低。

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作者單位：浙江鈦石紡織檢測(cè)研究院有限公司