仪器仪表的抗干扰措施

仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计

摘 要：近年来，随着我国社会的发展和经济水平的不断提高，工业作为三大产业之一，也在迅速发展。仪器仪表在工业发展中起着重要作用。仪器仪表的可靠性和抗干扰性对工业生产的质量有很大的影响。因此，在生产仪器仪表时，必须严格按照标准对仪器仪表的可靠性和抗干扰性进行分析。本文将对仪器的可靠性和抗干扰设计进行分析和探讨。

关键词：仪器仪表;可靠性;抗干扰

前言：工业是我国的第二产业。近年来，市场经济的不断发展也给行业带来了新的发展机遇。仪器仪表在行业中的利用率也在逐年提高。仪器仪表在工业生产中非常重要。仪器仪表在一定程度上可以控制工业生产系统。仪器仪表的可靠性和抗干扰性严重影响着工业生产的效率和质量，这对仪器仪表的可靠性和抗干扰性提出了更高的要求。目前，大多数工业企业都会选择更可靠、抗干扰的仪器来提高生产效率和质量。

1仪器仪表概述

在工业生产中，仪表的性能和水平直接影响到整个工业生产的效率和质量。因此，工业生产系统中使用的仪表的可靠性必须满足相关要求。仪器一方面由元器件和电路组成，达到一定的可靠性后，可以有效地提高整体生产效率，同时可以保证其生产效率达到一定的标准。仪器仪表的可靠性是工业生产企业选择的重要标准。不同的仪器仪表具有可靠性的特点。仪器仪表的可靠性越高，仪器仪表的整体功能越强。另一方面，随着我国相关技术和生产效率的提高，仪器仪表的应用条件也越来越严格。因此，它也使得整个仪表的可靠性得到更优化，也使得它更广泛地应用于工业生产系统的各种功能中，以满足工业生产系统的要求。同时，仪器的可靠性也成为当前评估的重要标准和要求。因此，加强仪器的可靠性不仅可以体现设计的价值，而且可以有效地提高其在工业生产中的应用水平。

2仪器仪表可靠性的影响因素以及干扰的来源 2.1工作人员的综合素养

大多数仪器需要依靠人工操作，人员的综合素质对仪器的可靠性有很大影响。但在实际生产工作中，有许多仪表操作人员缺乏专业素质和工作经验，对仪表的性能了解不多，安装过程中的操作也不完全符合说明书的规定，容易损坏仪表。也有一些操作人员责任心不强，工作不认真。在安装仪表时，他们认为只要安装好，其他的就不用管了，这会大大降低仪表的可靠性。

仪表的干扰来源及抗干扰措施

作者：王志强 单位：胜利工程设计咨询有限责任公司 自控通信所，山东东营 257026

摘要：从仪表的基本原理并结合仪表现场使用的情况，分析干扰仪表正常工作的原因，并针对具体的问题提出具体的解决和预防措施。

关键词：串模干扰；共模干扰；屏蔽；接地；分布电容

仪表在工业生产的现场使用的条件常常是很复杂的。被测量的参数又往往被转换成微弱的低电平电压信号，并通过长距离传输至二次表或者计算机系统。因此除了有用的信号外，经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流存在。这种无关的电压或电流信号我们称之为“干扰”（也叫噪声）。

干扰的来源有很多种，通常我们所说的干扰是电气的干扰，但是在广义上热噪声、温度效应、化学效应、振动等都可能给测量带来影响，产生干扰。在测量过程中，如果不能排除这些干扰的影响，仪表就不能够正常的工作。

根据仪表输入端干扰的作用方式，可分为串模干扰和共模干扰。串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰；共模干扰是加在仪表任一输入端与地之间的干扰。

1干扰的产生

干扰来自于干扰源，它们在仪表内外都可能存在。在仪表外部，一些大功率的用电设备以及电力设备都可能成为干扰源，而在仪表内部的电源变压器、机电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源，干扰的引入方式主要如下：

1) 电磁感应，也就是磁耦合。信号源与仪表之间的连接导线、仪表内部的配线通过磁耦合在电路中形成干扰。像我们在工程中使用的大功率的变压器、交流电机、高压电网等的周围空间中都存在有很强的交变磁场，而仪表的闭合回路处在这种变化的磁场中将会产生感应电势。感应电势可用下式计算：

式中：en——感应电动势；

B————磁通密度；

A————闭合回路的面积；

θ————磁力线与面积A的垂线的夹角。

这种磁感应电动势与有用信号串联，当信号源与仪表相距较远时，此情况较为突出。如图1.1(a)和1.1(b)所示：

图1.1

图中数据为实验数据。 为降低感应电动势，B、A或COSθ等项必须尽量减小。所以将导线远离这些强用电设备及动力网，调整走线方向以及减小导线回路面积都是必要的。仅由于把两根信号线以短的节距绞合，磁感应电动势就能降为原有的1/10~1/100。

仪器仪表的可靠性及抗干扰设计

Reliability and Anti-jamming Design of Instruments and Meters

HE Tao1 CHEN Jianmin2 ZHU Huiyu3

（1.Henan Relations Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan *****；2.

Henan Hongchang Electronics Co.， Ltd.， Xuchang Henan *****；

3. Henan Province Productivity Promotion Center ，Zhengzhou

Henan *****）

Abstract： The reliability and anti-interference of instruments

directly affect the effect and quality of industrial production. Therefore，

technicians in the process of instrument design must fully analyze its

reliability and disturbance factors， ensure the operation quality of

the instrument， reduce the problems in the operation process. Based

on this， this paper analyzed the reliability and anti-interference

design of the instrument， hoping to provide guidance and reference

for the design and management of the instrument.

仪器仪表与应用　石　油　化　工　自　动　化，２００６，２：８７　ＡＵＴ０ＭＡＴ１０Ｎ　ＩＮ　ＰＥＴＲｏ—ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　

仪表应用中的抗干扰措施　

刘仁，陈培，卢嘉，刘辉　（兰州石油化工公司仪表厂研发中心，甘肃兰州　７３００６０）　摘要：通过仪表应用中干扰的产生方式，针对电磁感应、静电感应、附加热电势和化学电势以及振动进行了详细的论述。　介绍了干扰仪表正常工作的原因，以及为了抑制干扰提高仪表使用精度的串模干扰抑制和屏蔽等方法。　关键词：串模干扰；共模干扰；屏蔽；接地　中图分类号：ＴＰ２７３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００７—７３２４（２００６）０２—００８７—０３　

在现代化工业生产中，干扰已成为影响仪表精　度的重要因素之一。因此找出干扰源并采取相应的　抗干扰措施是自控技术中必不可少的环节。工业生　产的现场测量参数往往被转换成为微弱的低电平电　压信号，并通过长距离传输至二次仪表或者计算机　系统。因此除了有用的信号外，经常会出现一些与　被测信号无关的电压或电流存在，这种无关的电压　或电流信号被称之为“干扰”。　干扰的来源有很多种，通常所说的干扰是电气　干扰，但是在广义上热噪声、温度效应、化学效应、　振动等都可能给测量带来影响，产生干扰。在测量　过程中，如果不排除这些干扰的影响，仪表就不能　正常工作。　根据对二次仪表输入端的作用方式，干扰可分　为串模干扰Ｅ　和共模干扰Ｅ　，Ｅ　是叠加在被测　信号之上的干扰，Ｅ是叠加在二次仪表任一输入　端与地之间的干扰。　、　１　干扰产生的方式　干扰来自干扰源，在仪表内外都可能存在。在　仪表外部，一些大功率的用电设备以及电力设备有　可能成为干扰源，而在仪表内部的电源变压器、继　电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源，干　扰的引入方式主要如下。　１．１　串模干扰Ｅ　它是叠加在被测信号之上的干扰，主要由下列　方式产生。　１．１．１电磁感应　电磁感应，也就是磁耦合。工程中使用的大功　率变压器、交流电机、高压电网等的周围空间都存　在有很强的交变磁场，信号源与二次仪表之间的连　接导线、二次仪表内部的配线通过交变磁场的磁耦　合在电路中形成干扰，二次仪表的闭合回路处在这　种变化的磁场中将会产生感应电势，感应电势可用　式（１）表示。　Ｅ　＝ｊｏＪＢＡｃｏｓ８　（１）　式中Ｅ　——感应电势的有效值；　Ｂ——磁通密度的有效值；　Ａ——闭合回路的面积；　６Ｌ一磁力线与闭合回路面积的垂线之间的　夹角。　这种感应电势与有用信号串联，当信号源与二　一次仪表相距较远时，此干扰情况较为突出。为降低　感应电势，Ｂ，Ａ或ｃｏｓ８等项必须尽量减小，所以将　导线远离这些强用电设备及动力网，调整走线方向　以及减小导线回路面积都是必要的。仅由于把２　根信号线以短的节距绞和，磁感应电势就能降为原　有的１　～１Ｏ　。　１．１．２静电感应［２］　静电感应，就是电的耦合。在相对的两物体　中，如其一的电位发生变化，则由于物体间的电容　使另一物体的电位也发生变化。干扰源是通过电　容性的耦合在回路中形成干扰，它是两电场相互作　用的结果，如图１所示。