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芻議測(cè)控儀器如何減少干擾因素產(chǎn)生論文
【摘要】：測(cè)控儀器電路的設(shè)計(jì)和研發(fā)工作中多采用集成電路和大規(guī)模集成電路，這種電路的設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)化，一些設(shè)計(jì)人員會(huì)忽視了硬件技術(shù)，特別是硬件設(shè)計(jì)中的抗干擾技術(shù)方面的問(wèn)題，造成組裝后的測(cè)控儀器受到一些因素的干擾，使其經(jīng)常發(fā)生錯(cuò)誤的動(dòng)作，嚴(yán)重影響了設(shè)備的正常工作。本文對(duì)測(cè)控儀器運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)的一些干擾和干擾的成因進(jìn)行了分析，并且跟對(duì)這些干擾提出了相應(yīng)的防治措施，希望對(duì)從事相關(guān)行業(yè)的朋友有所幫助。
【關(guān)鍵詞】：測(cè)控儀器干擾原因 防治措施在測(cè)控儀器工作的過(guò)程中，抑制干擾信號(hào)是一件比較困難的工作。造成這種情況的主要原因是干擾信號(hào)通常會(huì)經(jīng)過(guò)電路中沒(méi)有的通路傳到測(cè)控儀器正常的信號(hào)里面，并且干擾的作用會(huì)受到環(huán)境變化的直接影響，這意味著即使是相同的設(shè)備和相同的電路在不同的使用條件下其受干擾的情況也會(huì)有所差異。
一測(cè)控儀器常見(jiàn)干擾與其產(chǎn)生的原因在測(cè)控儀器運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)遇到各種各樣的干擾，這些干擾的產(chǎn)生有其固有的發(fā)生源，并且會(huì)通過(guò)某些回路傳人電路當(dāng)中，成為干擾信號(hào)或是常態(tài)干擾、共態(tài)干擾。一些電感性負(fù)載在開(kāi)關(guān)開(kāi)啟、關(guān)閉的時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流和電壓，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的干擾信號(hào)。在共振電路中，共振能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的電流和極大的電壓，這也會(huì)成為干擾源。當(dāng)兩個(gè)電路具有相同的阻抗的時(shí)候，在該抗阻上的電壓便會(huì)成為干擾的來(lái)源。在不同的抗阻引線所引起的信號(hào)反射中，共反射信號(hào)也是干擾信號(hào)的來(lái)源。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這些干擾可以分為兩大類(lèi)，即內(nèi)部干擾和外部干擾，具體化分開(kāi)來(lái)我們又可以分為以下幾種類(lèi)型。
1.電磁感應(yīng)的干擾
電磁感應(yīng)是磁耦合現(xiàn)象的一種。它是由于信號(hào)源跟測(cè)控儀器之間連接導(dǎo)線、測(cè)控儀器內(nèi)部的配線形成磁耦合，進(jìn)而產(chǎn)生干擾。在大功率的變壓器、交流電機(jī)和高壓電網(wǎng)的周?chē)臻g里存在著強(qiáng)大的交變磁場(chǎng)，而當(dāng)測(cè)控儀器的閉合回路處在這種變化著的磁場(chǎng)里時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)與有用信號(hào)相互串聯(lián)，信號(hào)源與測(cè)控儀器的距離比較遠(yuǎn)的情況下，這種情況反而更加突出。把導(dǎo)線安置在遠(yuǎn)離強(qiáng)用電設(shè)備和動(dòng)力網(wǎng)的地方，調(diào)整導(dǎo)線走向或者縮小導(dǎo)線回路面積有助于降低電磁感應(yīng)的干擾。
2.靜電感應(yīng)干擾
靜電感應(yīng)干擾也是磁耦合現(xiàn)象的一種。它是由于相對(duì)的兩個(gè)物體中，其中一個(gè)發(fā)生了變化，物體間的電容使另一個(gè)物體的電位發(fā)生了相對(duì)改變。這種干擾的干擾源是通過(guò)電容性電耦合在回路里形成干擾的，其是兩種電場(chǎng)相互作用的產(chǎn)物。將信號(hào)線扭絞在一起，可以使電場(chǎng)中兩條信號(hào)線上的電位差值大大減小，采用靜電屏蔽的方法可以使干擾產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)有所減小。
3.附加熱電勢(shì)與化學(xué)電勢(shì)產(chǎn)生的干擾
這種干擾是由于金屬產(chǎn)生的熱電勢(shì)和金屬腐蝕等原因產(chǎn)生化學(xué)電勢(shì)引起的。這種干擾往往會(huì)以直流的形式出現(xiàn)。在接線端子板和干簧繼電器等處往往比較容易產(chǎn)生這種熱電勢(shì)。
4.振動(dòng)干擾
在磁場(chǎng)中，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而產(chǎn)生干擾信號(hào)。在震動(dòng)環(huán)境中固定信號(hào)導(dǎo)線有助予減小震動(dòng)的干擾。電磁感應(yīng)干擾、靜電感應(yīng)干擾、附加熱電勢(shì)與化學(xué)電勢(shì)產(chǎn)生的干擾以及振動(dòng)干擾都屬于以信號(hào)串聯(lián)模式出現(xiàn)的干擾。
5.脈沖電壓干擾
這是一種由繼電器、電機(jī)、開(kāi)關(guān)等感性負(fù)載產(chǎn)生脈沖電壓引起的干擾。這種情況下產(chǎn)生的脈沖電壓會(huì)對(duì)模擬電路產(chǎn)生影響，并且對(duì)數(shù)字電路產(chǎn)生一定的干擾。
6.不同的地電位引起的干擾
在大地中，不同的接地點(diǎn)間存在著電位差。特別是在較大功率的用電設(shè)備的附近，如果這些用電設(shè)備絕緣性能不是很好，電位差就會(huì)更大。在對(duì)自動(dòng)測(cè)控儀器進(jìn)行使用的過(guò)程中，輸入回路里往往存在麗個(gè)以上接地點(diǎn)，在測(cè)控的過(guò)程中就可能會(huì)把兩個(gè)不同接地點(diǎn)的電位差引入自動(dòng)測(cè)控儀器當(dāng)中，造成較大的電位差。
二防治測(cè)控儀器常見(jiàn)干擾的措施
針對(duì)不同的干擾信號(hào)，我們應(yīng)該進(jìn)行全面的剖析，針對(duì)干擾信號(hào)的差異性采取正確的措施，進(jìn)而消除、減小干擾信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，我們要從消除、抑制噪聲源，阻攔干擾傳遞途徑和削弱接收電路對(duì)噪聲干擾的敏感度這三大方面人手，采取正確的措施。細(xì)化的具體方法包括隔離、抑制、屏蔽、接地保護(hù)等許多方式，下面我們將對(duì)幾種進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
1.隔離
隔離這種方法的措施包括兩個(gè)方面。首先，是可靠絕緣。這種方法要求保證導(dǎo)線與導(dǎo)線之間不會(huì)產(chǎn)生漏電流，因此，要求使用耐壓等級(jí)和絕緣電阻都符合相關(guān)規(guī)定的導(dǎo)線絕緣材料。其次，要確保合理的配線。這一點(diǎn)要求我們配線時(shí)盡量把信號(hào)線與干擾源遠(yuǎn)離，如果要將動(dòng)力線與信號(hào)線平行敷設(shè)的時(shí)候，我們要保證兩者之間有一定的距離，如果相交，也要盡可能保持垂直相交。
2.屏蔽和抑制
屏蔽和抑制通常是用金屬導(dǎo)體來(lái)包圍應(yīng)被屏蔽的元件、組合件和電路，常常被用來(lái)抑制電流性噪聲的耦合，并且能起到一定磁屏蔽的作用。同時(shí)，我們要知道雙絞線替代平行線也是抑制磁場(chǎng)干擾的有效方法。
3.接地保護(hù)
接地保護(hù)的方法能夠有效抑制干擾，并且有助于保證工作人員與設(shè)備的安全。我們常將接地分為保護(hù)接地和工作接地。保護(hù)接地是將儀表盤(pán)等通常情況下不帶電的設(shè)備的金屬部分與接地體之間進(jìn)行金屬連接。當(dāng)儀表盤(pán)意外帶電的時(shí)候，接地短路電流會(huì)通過(guò)接地電阻，這樣可以保證儀表能夠精確地工作，實(shí)現(xiàn)測(cè)控儀器的測(cè)控任務(wù)。
4.軟件抗干擾技術(shù)
上面我們所提到的三種抗干擾手段都屬于硬件抗干擾的技術(shù)，但是有些環(huán)境下，復(fù)雜的環(huán)境給硬件抗干擾工作帶來(lái)了很大的麻煩，這就要求我們使用軟件抗干擾技術(shù)。軟件抗干擾技術(shù)的應(yīng)用有助于避免或減輕意外情況產(chǎn)生的事故。我們常見(jiàn)的抗干擾技術(shù)有實(shí)時(shí)控制軟件運(yùn)行過(guò)程中的自監(jiān)視法、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的互監(jiān)視法以及重要數(shù)據(jù)備份的方法。
三結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐證明，抗干擾是測(cè)控儀器使用過(guò)程中一件非常重要 的工作，它關(guān)系到測(cè)控儀器的正常工作。因此，我們要高度重視抗干擾工作的有效性，確保測(cè)控儀器高效、正常運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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