测控系统抗干扰技术

测控系统原理第7章习题解答第7章习题解答1、电路输⼊阻抗⾼，是否容易接收⾼频噪声⼲扰?为什么?答：电路输⼊阻抗⾼，是容易接收⾼频噪声⼲扰。

因为电路所接收的⾼频噪声⼲扰的电压与噪声⼲扰的频率成正⽐，与电路的输⼊阻抗成正⽐。

2、接地⽅式有⼏种?各适⽤于什么情况?答：接地⽅式有单点接地（串联单点接地和并联单点接地）和多点接地两种⽅式。

单点接地主要⽤于低频系统，不能⽤于⾼频信号系统。

因为这种接地系统中地线⼀般都⽐较长，在⾼频情况下，地线的等效电感和各个地线之间杂散电容耦合的影响是不容忽视的。

当地线的长度等于信号波长(光速与信号频率之⽐)的奇数倍时，地线呈现极⾼阻抗，变成⼀个发射天线，将对邻近电路产⽣严重的辐射⼲扰。

多点接地⽅式多⽤于⾼频系统。

多点接地不能⽤在低频系统中，因为各个电路的地电流流过地线汇流排的电阻会产⽣公共阻抗耦合噪声。

3、信号传输线屏蔽层接地点应怎样选择?答：当放⼤器接地⽽信号源浮地时，屏蔽层的接地点应选在放⼤器的低输⼊端，此时出现在放⼤器输⼊端之间的噪声电压⼏乎为零。

当信号源接地⽽放⼤器浮地时，信号传输线的屏蔽应接到信号源的低端，此时出现在放⼤器输⼊端之间的噪声电压⼏乎为零。

4、何谓“接地环路”?它有什么危害?应怎样避免?答：当信号源和系统地都接⼤地时，两者之间构成的环路称为接地环路，如下图所⽰, 通常信号源和系统之间的距离可达数⽶⾄数⼗⽶，由于⼤地电阻和地电流的影响，将使这两个接地点之间存在电位差——地电压G V 。

由等效电路下图（b ）可见，地电压G V 在系统的两输⼊端将形成⼲扰电压N V ，⽽且N V ⼤⼩⼏乎接近G V ，因此其影响不可忽略。

为了避免形成接地环路产⽣⼲扰，应改为⼀点接地，并保持信号源与地隔离，如上图（a ）所⽰。

图中Rsg 为信号源对地的漏电阻，由等效电路上图（b ）可见，由于Rsg ⾮常⼤，地电压G V 在系统的两输⼊端将形成⼲扰电压N V 将远远⼩于G V ，⽐信号源接地时的⼲扰电压⼤有改善。

PLC在DX-100中波发射机自动化系统应用中的抗干扰问题赵军摘要：本文分析了PLC在发射机自动化系统应用中电磁干扰的主要来源，指出了在自动化工程应用时，必须综合考虑控制系统的抗干扰性能，最后结合工程提出了几种有效的抗干扰措施。

关键词：中波发射机；PLC控制系统；干扰来源；抗干扰措施1概述随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。

PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，而系统的抗干扰能力则是关系到整个系统可靠运行的关键。

电台发射机自动化系统中使用了各种类型的PLC有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多都处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，既有强大的35kV或11OkV的高电压干扰，又有中短波甚至微波等高频电磁场的干扰，为了防止各种干扰，系统中采取了硬件和软件相结合的抗干扰方法，现介绍如下。

2电磁干扰源的主要来源2.1干扰源的分类影响PLC控制系统的干扰源大都产生在电流或电压剧烈变化的环境中，由于电荷的剧烈移动，产生了噪声源，即干扰源。

干扰源的类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同进行划分。

其中，按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰等。

共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。

共模干扰主要是指信号对地的电位差，是由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加而形成，共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器的供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上，共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏，这种共模干扰可为直流、亦可为交流；差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要是由空间电磁场在信号间藕合感应及由不平衡电路转换的共模干扰所形成的电压，这种干扰直接叠加在信号上，直接影响测量精度与控制精度。

仪表测控系统的抗干扰技术摘自自动化网特别推荐引言仪表及控制系统的可靠性直接影响到现代化工业生产装置安全、稳定运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。

随着DCS、现场总线技术的应用，被控对象和被测信号往往分布在各个不同的地方，并且他们与控制站之间也有相当长的距离，因此，信号线和控制线均可能是长线。

其次，现场往往有许多强电设备，他们的启动和工作将对测控系统产生强烈的影响。

同时来自空间的辐射干扰、系统外引线干扰等问题尤为突出。

因此，除有用信号外，由于各种原因必然会有一些与被测信号无关的电流或电压存在，这种无关的电流或电压通称为“干扰”（噪声）。

在测量过程中，这些干扰若不能很好地处理，那它将歪曲测量结果，严重时甚至使仪表或计算机完全不能工作。

大量实践说明，抗干扰性能是各种电子测量装置的一个很重要的问题，尤其是DCS、现场总线技术的广泛应用和迅速发展，有效地排除和抑制各种干扰，已成为必需探讨和解决的迫切问题，因为干扰不仅能造成逻辑混乱，使系统测量和控制失灵，以致降低产品的质量，甚至使生产设备损坏，造成事故。

因此，抗干扰技术在仪表测控系统的设计、制造、安装和日常维修中都必需给予足够的重视。

常见干扰源及对系统的干扰由于测控信号往往是一种微弱的直流或变化缓慢的交变信号，最后还要通过长距离（有时长达几百米甚至更远）传输，因此像大功率马达和其它电气设备产生的磁场，高压电气设备产生的电场以及各种电磁波辐射等等的存在和变化都将以不同的途径和不同的方式混入测控系统中。

通常来说干扰仪表测控系统的干扰源主要有电力网络和电气设备的暂态过程、雷电等引起空间的辐射干扰和系统电源线、信号引线、接地等引起的系统外引线干扰。

这些干扰总体上分为两大类：外部干扰和内部干扰，详细分析无外乎由于辐射、温度、湿度、振动、传输、感应、电源、接地几个方面。

下面对常见的几种干扰机制进行分析：来自空间的辐射干扰对测控系统影响主要通过两条路径：一是直接对计算机内部辐射，由电路感应产生干扰；二是对计算机外围设备及通讯网络的辐射，由外围设备和通信线路的感应引入干扰。

探析微型计算机测控系统抗干扰技术综合策略作者：李宝全来源：《数字化用户》2013年第29期【摘要】微型计算机测控系统在运行过程中会受到较多方面的影响，使得系统无法正常运行，针对这种情况就要对这些干扰因素进行抗干扰措施。

本文将详述干扰对测控系统的影响、常见的干扰现象以及抗干扰的综合策略。

【关键词】微型计算机测控系统抗干扰技术微型计算机测控系统在运行过程中会受到外界环境的较大干扰，微型计算机测控系统的干扰指的是除了有用信号之外的杂散信号，这些杂散的信号会使得测控系统的数据传输或者控制系统受到很大的影响，严重的时候还会导致微型计算机测控系统无法运行。

微型计算机测控系统的运行环境非常复杂，因为运行环境中有非常强烈的电磁干扰现象。

电磁干扰现象会使得微型计算机测控系统受到较严重的影响，并且可能对测控系统的数据造成破坏，那么所得到的测控数据则存在着较大的差异。

微型计算机测控系统能在运行中发挥智能作用，而且在测控系统受到干扰的同时发挥智能作用，使得微型计算机测控系统的抗干扰能力更强，有效的增强微型计算机系统的稳定性以及可靠性。

一、干扰对计算机测控系统的影响干扰有多种形式而且还有多种传导模式，干扰可以通过耦合通道来传入计算机测控系统，使得计算机测控系统的稳定性显著降低，干扰对计算机测控系统的影响如下。

（一）数据采集误差变大干扰会入侵到测控系统信号的输入通道，使得有用信号中包含干扰信号，那么在数据采集的过程中就会产生较大的误差[1]，如果有用信号的强度较小时，那么干扰信号对于计算机测控系统的数据采集干扰就更加严重。

（二）控制状态失灵微型计算机测控系统所传出的控制信号非常强，在传播过程中较难被外界干扰，但是输出的控制信号会与状态信号结合，一旦状态信号受到干扰就会使得影响控制信号，从而导致微型计算机测控系统的控制失常。

（三）数据受干扰而发生变化微型计算机测控系统中RAM储存器是可以读写的，如果受到干扰的情况下RAM的数据会被篡改，但是微型计算机测控系统中的程序数据不容易被损坏，而RAM中的数据受干扰的影响较大，系统受到的损坏部分是由RAM中的数据受损数据而决定的。

解决电路系统中噪声干扰的技术研究【摘要】电路系统在自动化系统中广泛应用，其可靠性应该引起高度重视，在使用中应该注意提高设备的抗干扰能力以及解决噪声干扰问题。

【关键词】光电耦合；模拟信号；工作电源一、噪声产生的根源（1）内部噪声。

内部噪声是由传感器或检测电路原件内部带电颗粒的无规则运动产生，如热噪声、接触不良引起的噪声等。

（2）外部噪声。

外部噪声是由传感器检测系统外部人为或自然干扰造成的。

外部噪声的来源主要为电磁辐射，当电机、开关及其他电子设备工作时会产生电磁辐射。

在检测系统中，由于原件之间或电路之间存在着分布电容或电磁场，因而容易产生寄生耦合现象。

在寄生耦合的作用下，电厂、磁场及电磁波就会引入检测系统，干扰电路的正常工作。

二、噪声的抑制方法（1）接地。

“地”是电路或系统中为各个信号提供参考点位的一个等电位点或等电位面。

所谓“接地”就是将某点与一个等电位点或等点未眠之间用低电阻导体连接起来，构成一个基准电位。

电路或系统接地是为了清除电流流经公共地线阻抗时产生噪声电压，也可以避免受磁场或地电位差的影响。

接地设计的两个基本要求是：一是消除各电路电流流经一个公共地线阻抗时所产生的噪声电压；二是避免形成接地环路，引进共模干扰。

处理这些地线的基本原则是尽量避免或减少由接地所引起的各种干扰，同时要便于施工，节省成本。

（2）屏蔽。

由于检测仪表或控制系统的工作现场往往存在强电设备，这些设备的磁力线或电力线会干扰仪表或系统的正常工作。

为了防止这种干扰，可利用低电阻的导电材料或高导磁率的铁磁材料制成容器，对易受干扰的部分如元件、传输导线、电路及组合件实行屏蔽，以达到阻断或抑制各种内外电磁或电场干扰的目的。

屏蔽可分为三种，即电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁屏蔽。

电场屏蔽主要用于防止元器件或电路间因分布电容耦合形成的干扰。

磁场屏蔽主要用来消除元器件或电路间因磁场寄生耦合产生的干扰，磁场屏蔽的材料一般选用高磁导系数的磁性材料。

电磁屏蔽在屏蔽金属内部产生涡流而起屏蔽作用。

第29卷　第3期2008年9月内蒙古农业大学学报Journal of Inne r Mongolia Agricultura l Universit yVol .29　No .3Sep .2008测控系统中单片机抗干扰技术3曲　辉,　郗福兵,　张海军(内蒙古农业大学机电工程学院,呼和浩特　010018)摘要:　目前,单片机应用系统已在工业测控领域中得到广泛的应用,由于单片机对干扰属于敏感器件,容易受到干扰影响,导致整个测控系统瘫痪,因此在系统设计上充分考虑抗干扰设计,提高系统的可靠性尤为重要。

本文根据干扰的来源,从硬件、软件两方面展开避错、纠错设计,研究分析了测控系统中单片机系统抗干扰的解决措施。

关键词:　单片机;　抗干扰;　硬件;　软件中图分类号:　TP332.3 文献标识码:　A 文章编号:1009-3575(2008)03-0191-03THE ANT I -JA MM ING TECHOLO G Y O F SING L E CH IPM I CROCOM PUTER O N M EASURE M ENT AN D CO NTROL SYSTE MQU Hui,　Xi F U -bing,　ZHA N G Hai -jun(College of Mecha nica l a nd E lectrica l Engineering,Inner M o ngolia Agricultura l U niv ersity ,Huhhot 010018,China )Ab stra ct:　A t p re s ent,app licati on system of single chi p m icroco mputer has been extensively app lied in industry mea s ure m ent and control field a lready,because single chip m ic r ocompute r for jamm ingwas sensitive device,s o it wa s unde rg one j amm i ng influence ea si 2l y,whi ch can caused the entire measure m ent and contr ol s ystem t o be pa ralyzed .The refore,in order t o ra ise syste m atic re liability,anti -ja mm i ng de signing need to be fully considered on System De signing .This pape r adopted the desi gn of av oiding and rectifyingw r ong fro m both the ha rd ware and s oft w a re,studied and analyzed res olve mea sures of Single chi p m icroco mputer anti -j amm ing on mea sure 2ment and control s ystem according t o jamm ing s ources .Key wor ds:　Singl e chip m i c rocompute r;　anti -ja mm i ng ;　hard wa re;　s oft wa re引言目前,单片机应用系统在工业测控领域中得到广泛的应用,单片机系统的可靠性越来越受到人们的关注。

浅谈测控仪器的干扰源问题与抗干扰技术【摘要】本文对仪器产生干扰的来自电磁感、静电感应等几个来源进行了介绍，分析了干扰来自化学电势跟附加热点电势的特点，指出相关的减低干扰可以采取接地方式及屏蔽技术。

【关键词】测控仪器；干扰源；抗干扰技术基于仪器使用范围的广泛性，例如野外矿山的自然环境或者工业相关检测与控制的现场等，这些复杂的应用环境要求对仪器的开发要求考虑到仪器的普遍适应能力如抗干扰能力和可靠性等。

仪器研制单位技术人员应该做到认真考虑以上因素。

不仅仅在仪器硬件设计方面考虑环境适应性，在软件研发上也能够采取相关措施提高仪器的抗干扰能力。

测控仪器在工矿企业使用时，外部环境比较影响运行的质量，很多大功率能耗也同样高的大型设备存在于这个环境中。

大功率特别是大感生负载的启停往往会使电网产生几百伏甚至几千伏的尖脉冲干扰。

工业电网欠压或过压，常常达到额定电压的16%，这种恶劣的供电有时长达几小时、甚至几天。

在工矿现场，各种信号线绑扎在一起或走同一根多芯电缆，由于导线间存在电容性祸合、电感性祸合和电场磁场组合祸合，也是仪器通道出现干扰的主要原因之一，特别是信号线与交流动力线同走一个长的管道中干扰尤甚，多路开关或保持器性能不好，也会引起仪器临近通道信号的窜扰。

野外天气情况的变化：如雷电、风雨等容让空间电磁场产生了变化，这些因素都会让仪器受到干扰不能正常运行。

仪器使用现场对温度和湿度也有一定的要求，因为这些条件变化也会让仪器电路的参数产生改变。

具有腐蚀性的气体、酸碱盐的作用，野外的风沙、雨淋、甚至鼠咬虫蛀等都会影响仪器的可靠性。

仪器在现场运行所受到的干扰各种各样，对不同的干扰采取不同的措施。

1.对仪器产生干扰的几个来源电力网络的运行状态发生短暂的改变、电气设备的运行情况变化、空间雷电天气现象发生过程中引起的辐射干扰和系统电源线、信号引线、接地等引起的系统外引线干扰。

这些干扰总体上分为两大类：这些内部和外部干扰，大致有下文叙述的几类：1.1干扰来自电磁感应这种电磁感应干扰被归类在磁耦合现象中。