周朝輝

摘要：近些年來，隨著人類科技的發(fā)展，抗干擾技術(shù)的發(fā)展越來越成熟，同時其應(yīng)用范圍也越來越廣，抗干擾技術(shù)在一定程度上帶動了經(jīng)濟的發(fā)展和維護了社會的穩(wěn)定發(fā)展。測控儀器的抗干擾是一項錯綜復(fù)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(xiàn)每一件測控儀器的抗干擾性能都是一個需要反復(fù)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(xiàn)有的抗干擾技術(shù)進行了深入研究，并且探討了測控儀器中抗干擾技術(shù)的應(yīng)用，希望本文能為測控儀器的正常運行提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：測控儀器；抗干擾技術(shù)；探討；應(yīng)用

近幾年隨著科技的發(fā)展，在我們的生產(chǎn)和生活中出現(xiàn)了大量先進的儀器，以此滿足了社會和經(jīng)濟發(fā)展的需要。但是在儀器生產(chǎn)過程中常會出現(xiàn)各類干擾問題，在儀表測控系統(tǒng)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(chǎn)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(shè)備時，其影響程度是巨大的。這些問題會對儀器設(shè)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(wěn)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(chǎn)活動，同時提高其利用效率，因此，本文從實際角度出發(fā)，對抗干擾技術(shù)在測控儀器中的運用進行了一定的研究，從技術(shù)層面對測控儀器的抗干擾技術(shù)應(yīng)用深入探討，以為相關(guān)人士提供一定的借鑒。

一、常見的干擾源以及對系統(tǒng)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(guān)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(xiàn)對測量結(jié)果來說，如果沒有得到較好的處理，會讓測量結(jié)果與真實可靠地結(jié)果出現(xiàn)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(dǎo)致設(shè)備無法正常使用或者直接毀壞。由大量的時間數(shù)據(jù)我們可以得出一個結(jié)論，抗干擾性能夠?qū)τ谌魏我粋€電子設(shè)備都是一項重要參數(shù)，DCS、現(xiàn)場總線技術(shù)在此因素影響下快速發(fā)展發(fā)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(tǒng)的干擾源主要包括外部干擾和內(nèi)部干擾，是電力網(wǎng)絡(luò)和電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電等引起空間的輻射干擾和系統(tǒng)電源線、信號引線、接地等引起的系統(tǒng)外引線干擾。

二、接地抗干擾技術(shù)

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(dǎo)線連接，構(gòu)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(chǎn)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(huán)路與其它電路產(chǎn)生磁耦合干擾。對于一些大型的且具有統(tǒng)一型號電路的測控設(shè)備，為了減少接地的工作量，可以統(tǒng)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(tǒng)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(guān)動作的設(shè)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(yīng)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(tǒng)，但有時也要根據(jù)信號電路的不同采取不同的接地形式，如串聯(lián)單點接地、并聯(lián)單點接地及多點接地。

（一）串聯(lián)單點接地。公共地線并非理想的純導(dǎo)線，具有一定的電阻，這一點容易被人們忽視。即使是導(dǎo)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(lián)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(guān)，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(yīng)采用多點接地方式。地線系統(tǒng)一般是與機殼相連接的扁粗金屬導(dǎo)體或機殼本身，也常用導(dǎo)電條連成網(wǎng)或是一塊金屬網(wǎng)板作為地線。為了降低電路的地電位，每個電路的地線應(yīng)盡可能縮短，以降低接地線阻抗。多點接地系統(tǒng)的優(yōu)點是電路構(gòu)成比單點接地簡單，而且由于接地線短，接地線上可能出現(xiàn)的高頻駐波現(xiàn)象顯著減小。但由于多點接地后，設(shè)備內(nèi)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(yīng)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(yīng)采用多點接地。

三、屏蔽技術(shù)

屏蔽技術(shù)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(chǎn)生的干擾是以電壓形式出現(xiàn)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(shè)備雖然已經(jīng)接地，從理論上說測控精度應(yīng)該是十分精確的，但是在實際工作中，卻往往出現(xiàn)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(shè)備出現(xiàn)電荷泄露，導(dǎo)致大量的電流流經(jīng)設(shè)備，在設(shè)備的上形成渦流電磁場，這個電磁場就會對設(shè)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(gòu)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(dǎo)體的電磁干擾。

四、結(jié)語

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對測控精度的要求越來越高，傳統(tǒng)的測量工具已經(jīng)不再滿足科技發(fā)展的需要，但是在當新的測控設(shè)備誕生的時候，發(fā)現(xiàn)干擾在一定程度上會影響測控的精度，而且如果設(shè)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(nèi)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(jié)合使用。

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