探讨测控仪器中抗干扰技术应用

周朝辉

摘要：近些年来，随着人类科技的发展，抗干扰技术的发展越来越成熟，同时其应用范围也越来越广，抗干扰技术在一定程度上带动了经济的发展和维护了社会的稳定发展。测控仪器的抗干扰是一项错综复杂的工作，由于测控仪器的抗干扰性能没有固定的模板，因此实现每一件测控仪器的抗干扰性能都是一个需要反复试验的过程，并且自由度较大，基本上都需要遇见具体问题具体分析。本文主要对现有的抗干扰技术进行了深入研究，并且探讨了测控仪器中抗干扰技术的应用，希望本文能为测控仪器的正常运行提供一些帮助。

关键词：测控仪器；抗干扰技术；探讨；应用

近几年随着科技的发展，在我们的生产和生活中出现了大量先进的仪器，以此满足了社会和经济发展的需要。但是在仪器生产过程中常会出现各类干扰问题，在仪表测控系统中，一个普遍存在的问题就是干扰带来的影响问题：人们在使用某些电子产品元件自动化装置时，不可避免地会受到各种影响，尤其是在使用部分性能差的设备时，其影响程度是巨大的。这些问题会对仪器设备自身，尤其是测控仪器的使用带来特别不好的影响，这不仅降低了测控仪器的稳定性同时也降低了仪器的准确性。为了保证测控仪器正常的生产活动，同时提高其利用效率，因此，本文从实际角度出发，对抗干扰技术在测控仪器中的运用进行了一定的研究，从技术层面对测控仪器的抗干扰技术应用深入探讨，以为相关人士提供一定的借鉴。

一、常见的干扰源以及对系统的干扰

实际工作中，测控仪器不仅接收有用的信号，还会接收到掺杂着一些与被测信号无关的电流、电压的存在，这种就是被我们称之为没有价值或者没有用处的“干扰”，也就是噪音。噪音的出现对测量结果来说，如果没有得到较好的处理，会让测量结果与真实可靠地结果出现大相径庭的情况。更为严重的情况是，如果干扰的强度太强大，会导致设备无法正常使用或者直接毁坏。由大量的时间数据我们可以得出一个结论，抗干扰性能够对于任何一个电子设备都是一项重要参数，DCS、现场总线技术在此因素影响下快速发展发展，使得可以对目前实际生活中存在的大部分干扰进行排除。

一般情况下测控系统的干扰源主要包括外部干扰和内部干扰，是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。

二、接地抗干扰技术

为排除一些因素对测控仪器的干扰作用，连接测控仪器的时候往往要进行接地，就是将某一个点与一个等电位点或等电位面用低电阻导线连接，构成一个基准电位。接地的主要目的就是消除公共地线阻抗所产生的共阻抗耦合干扰，并避免受磁场和电位差的影响，防止形成地电流环路与其它电路产生磁耦合干扰。对于一些大型的且具有统一型号电路的测控设备，为了减少接地的工作量，可以统一进行的接地操作处理。还有一个值得注意的是地线也是引入干扰的重要通道。在一个较大的测控系统中，往往包括各种测试仪器，其中既有高频信号，又有低频信号；既有强电电路，又有弱电电路；既有开关动作的设备，又有极为敏感的弱电信号装置。因此不同类型的信号电路应有不同的地线，如信号地线、信号源地线、负载地线。对于同一类信号电路中，一般有一个共同的接地系统，但有时也要根据信号电路的不同采取不同的接地形式，如串联单点接地、并联单点接地及多点接地。

（一）串联单点接地。公共地线并非理想的纯导线，具有一定的电阻，这一点容易被人们忽视。即使是导线的电阻很小，也会在电路间形成干扰。各电路接地电压都受到其它电路电流的影响。采用这种接地方式时，弱信号电路放在最近处接地。但从抑制电阻耦合角度看，这种接地方式最不可取。

（二）并联单点接地。这种方式可以避免电阻耦合干扰，因为各电路的接地电位只与自身电流有关，不受其它电路电流影响。这种接地方式最适用于低频。

（三）多点接地。对于高频电路，应采用多点接地方式。地线系统一般是与机壳相连接的扁粗金属导体或机壳本身，也常用导电条连成网或是一块金属网板作为地线。为了降低电路的地电位，每个电路的地线应尽可能缩短，以降低接地线阻抗。多点接地系统的优点是电路构成比单点接地简单，而且由于接地线短，接地线上可能出现的高频驻波现象显著减小。但由于多点接地后，设备内部会增加许多地线回路，它们对低电平信号的电路会引起干扰，带来不良影响。综合起来考虑，通常接地方式可以这样选择：频率低于1MHz时可采用一点接地方式，高于10MHz时应采用多点接地。在1～10MHz之间，如采用一点接地，其地线长度不得超过波长的1/20，否则应采用多点接地。

三、屏蔽技术

屏蔽技术就是用金属隔离的原理，把通过空间引入的电场、磁场或电磁场耦合的部分隔离开来，割斷其空间场的耦合通道。这个被隔离的部分既可以是干扰源，也可以是易受干扰的测试仪器。这样，既屏蔽了被隔离部分向外施加干扰，也屏蔽了被隔离部分接收外来的干扰。

（一）电场屏蔽。当干扰源产生的干扰是以电压形式出现时，干扰源与测控仪器之间就存在容性电场耦合。在这种情况下，最有效的抗干扰办法是施行电场屏蔽。

（二）屏蔽连接。需要屏蔽的测控设备虽然已经接地，从理论上说测控精度应该是十分精确的，但是在实际工作中，却往往出现实际测控精度与理论不符的情况，对于这种问题而言，主要是接地屏蔽设备出现电荷泄露，导致大量的电流流经设备，在设备的上形成涡流电磁场，这个电磁场就会对设备的测量精度造成干扰。如果测控仪器本身与仪器的信号源存在着一定的物理位移，这样就可以用一根电缆将其连接起来，构成一个完整的电屏蔽。当屏蔽接地体上有电荷泄放时，屏蔽体上将流过较大的流，形成涡流电磁场，从而形成对屏蔽导体的电磁干扰。

四、结语

随着科学技术的发展，对测控精度的要求越来越高，传统的测量工具已经不再满足科技发展的需要，但是在当新的测控设备诞生的时候，发现干扰在一定程度上会影响测控的精度，而且如果设备长期在干扰的状况下运行，不仅科技人员无法对其正常的使用，而且还有折损它本身的使用寿命。干扰的类型有很多，对于仪器本身的内部干扰来说，由于物理距离较近，可以采用正确接地的方法。此外，当屏蔽的对象是线路还有电缆的时候，可以使用合理布线或者滤波的方法。最为重要的是，各种抗干扰的方法都有自己的使用范围，即独特的抗干扰作用，所以要想增加抗干扰的强度，可以将多种方法进行结合使用。

参考文献：

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