仪器仪表抑制干扰的有效策略

白丹晶

摘要：随着社会的发展和科技的进步，各类自动化仪器仪表也得以广泛的应用，而仪器仪表的稳定以及可靠性将直接影响到整个生产的安全、质量以及企业的经济效益。但是由于仪器仪表的应用环境较为复杂极易会受到各类干扰因素的影响，导致其应用效率降低，为此，必须要采取相关措施来对干扰进行抑制，提升仪表的可靠性。

关键词：仪器仪表;抑制干扰;策略

1 引言

在仪器仪表使用过程中其所受到的干扰指的主要为噪声或者无用、不具有应用价值的信号。譬如，对于电力企业而言其所受到的干扰主要表现形式为磁场、电场等。而为了更好地提升仪器仪表的使用性能，提升仪表的可靠以及稳定性就必须要采取相关措施来对干扰进行抑制，本文主要是从干扰类别入手，提出了相关抑制干扰的措施。

2 仪器仪表干扰要素以及危害

2.1仪器仪表干扰要素分析

第一，干扰源。在仪器仪表使用过程中可能会受到电磁干扰源的影响，从而导致其与电磁、电流等相互排斥。而当进行电压的测量过程中，将会受到较为明显的电磁系的影响，导致出现较为混乱的电波，从而影响到整个电流的安全稳定运行，而且在电磁系的内部也会由于电波的混乱而出现干扰源。对于干扰源的种类而言其较为丰富，譬如，瞬间开关、导航系统以及电磁脉冲等均会产生不同形式的干扰;第二，干扰途径。就目前而言，干扰信号自身就存在了似稳场以及辐射场两种说法，如果干扰信号的波长要小于受干扰对象的结构尺寸，此时干扰信号则类似于辐射场，而其所辐射的电磁量则可以进行信号干扰，并通过耦合或者漏电方式实现与绝缘支承物的结合从而对相应的线路或者设备造成干扰;而当干扰信号的波长大于干扰对象的结构层次时则此时干扰信号就被称作为似稳场。在此种情况下当仪器仪表对相关信息进行测量中，信号电波和电磁波则可以共同形成一个电磁场，而在此时如果仪器仪表处于工作状态则势必会对空间磁场内产生一定的干扰电波;第三，回路串模及共模。顾名思义串模干扰就是在被测信号上进行干扰的叠加，而造成此种干扰的源头主要是由于周边存在较为强劲的交变磁场，当仪器仪表处于工作状态时，低电平信号则可以直接承受周边交变磁场的影响，从而出现交流电动势干扰模式。而共模干扰则主要是针对于外供电仪器仪表而言的，由于信号源侧和输入端侧系统存在一定的接地点差异，所以可以在系统地电位上呈现出不同的表现方式。

2.2 仪器仪表受干扰的危害

第一，高压击穿。当仪器仪表受到电磁干扰之后必然会将能量进行转化而产生更大的电流，如果仪器仪表处于高阻状态则会转变为高电压，一旦出现此类情况，势必会直接导致接点或者零部件出现点击穿的情况，导致仪器仪表的损坏或者失效;第二，浪涌冲击。对于存在金属屏蔽的相关仪器仪表，由于其外壳壳体的微波能量难以有效地辐射至设备的内部，从而导致其有极大的可能在外部壳体上产生较大的脉冲电流，而此时则会导致浪涌问题。当壳体上表面出现此类情况时也会导致其缝隙或者空洞中渗入一定的电流，继而通过导线的作用而穿入到壳体电路中，直接对仪器仪表的敏感器件受到损坏等;第三，器件的损坏。干扰存在的危害除了上述情况外，器件本身还可能由于突然间受到电压的影响而出现短路损坏等问题。譬如，功率较大而出现器件的烧毁或者由于PN结存有较高的电压，而直接导致器件被击穿的情况。但无论是哪种问题，无论是存储器还是集成电路均会遭到同样的干扰问题，所以必须要加强对干扰的抑制。

3 消除干扰的具体方法

3.1物理隔离

仪器仪表物力隔离抑制干扰的具体措施为：通过增大干扰源和仪器仪表之前的距离，从而将干扰进行消除。但是此种干扰消除方式具有较大的限制，譬如设备的规范性以及布线空间等均会影响到消除效果。所以，在进行物理隔离时主要是以电缆敷设为主。对于强弱电信号的电线进行敷设过程中应当尽可能的规避平行敷设，要避免将两种导线进行捆扎处理。而且在实际敷设过程中还要确保强弱电信号回路间的独立性，尽可能的避免选用供用接地线方式。对于弱电线信号回路的连接而尽可能的敷设在相同的回路中，不能选择大地信号为传送载体。而对于各元件、导线出现较大的性能差异情况下，则应根据实际的参数特点，譬如噪声强弱、功率等进行分类划分，对于同类型的元件和导线，则应当将其统一进行管理，确保端子箱的独立以及对元件和导线间距的合理控制，进而起到物力隔离的目的。

3.2采取合理的浮空方式

为了更好地提升仪器仪表的使用效率，在进行干扰的抑制过程中可以通过浮空方式有效的避免线路以及设备不受到干扰影响，保证其稳定运行。通过此方式的应用可以有效的抑制多种因素造成的干扰，尤其是距离问题所产生的干扰。

3.3电路平衡抵消干扰

所谓的电路平衡抵消干扰指的就是通过将具有同类信号的导线两根归为一组，从而使其具备一直的抗电压作用，从而起到抵消干扰的作用。通过此方式的应用可以有效地切断外围电路对于电磁干扰的影响。一般情况下，双绞线是此类消除干扰的主要方式之一，双绞线自身就具备了电路平衡的相关结构。

3.4屏蔽干扰源

对于屏蔽干扰源的方式主要包括以下几种屏蔽方式：第一，静电式屏蔽法。假如导体A为正电，而导体B由于受到导体A的干扰，导致其左侧表现为负电，右侧表现为正电。此时通过将屏蔽层C添加在导体A的外层，且该屏蔽层没有采取任何的接地处理操作。如果将屏蔽层C的外层导入到大地中，则接地一侧的电荷则为正，而且其表面并不会呈现任何带电状态，则可以表明有效地消除了对导体B的干扰。为此就将此种静电感应所产生的干扰抑制效果称为静电屏蔽。但是由于导体A和屏蔽C之间会形成电容，所以此时如果有电流形成势必会影响到屏蔽效果。所以在应用此方式进行干扰的抑制时应当充分的结合仪器仪表的类型、干扰情况等切实降低干扰问题。

第二，导磁材料屏蔽法。对于此方式的抑制干扰主要是将具有高导磁性的材料应用在屏蔽层中，譬如坡莫合金的应用，则可以有效地对干扰信号进行屏蔽。通过应用高导磁性材料，在屏蔽层中可以使磁力线成封闭状态，进而起到干扰抑制的目的。从经济角度出发，为了降低信号电缆的干扰，一般采取以下措施：对于信号电缆敷设环节已经在铁制槽盒内部完成，从而有效地降低对于信号电缆的切割问题，起到降低外磁场的干扰。

第三，电缆与线的干扰屏蔽法。在对各仪表之间使用的连接线进行测量时，势必会出现高频电流通过的情况，进而导致电磁辐射的形成，对其他电路造成干扰。在此过程中，屏蔽层应当按照接地的理念，并通过在屏蔽层外部增加绝缘层而起到降低裸屏蔽或者屏蔽层接触到其他金属导体而形成通路的情况，降低地点路和电压所造成的信号干扰。

总而言之。在仪器仪表的具体应用过程中，无论是动力线或者仪表线没有正确的分开走线，还是现场存有大功率设备等，均会给其的使用带来干扰，所以，为了提升仪器仪表的使用性能，可以通过物理隔离、电路平衡抵消干扰以及屏蔽干扰源等方式来抑制干扰。

参考文献：

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