测控仪器干扰源分析及抗干扰技术

宣建丽

摘要：仪器及测控系统的优化性，往往会直观影响现代工业生产装置的平稳及安全化运行，系统的抗干扰能力同样也对整体系统的可靠运行密切相关。一般而言，干扰的存在会使具体测控仪器难以顺利运作，因而，为规避干扰对测控结论的消极影响，亟需对干扰进行恰当的屏蔽等。

关键词：测控仪器;抗干扰技术;探析

引言

“干扰”即指，在工程测量期间除去有用信号，受各类因素影响后产生的一些无关于被测信号的电流或电压。在实际测量期间，若未能优化处理这类干扰，就极易产生各类非客观性的测量结果，甚至还会出现测控仪器失误判断并发出错误指令的现象。基于此，有针对性地探究与研习测控仪器的抗干扰技术，积极提升其抗干扰性能非常重要。

一、干扰来源

（一）电磁感应

该项来源即就是磁耦合。具体是指联通信号源与仪表间的涉及导线，与仪表中的配线经由磁耦合在电路中产生干扰。譬如，功率较大的高压电网、变压器以及交流电机等，其就近区域会存在较强的交变磁场，当对应仪表闭合回路处于该变化的磁场中时，便会顺势产生感应电势。而该感应电动势相串联于有用信号时，并且信号源与仪表间的距离较远时，该项干扰情况就尤为突显。此时，有意识地把导线远离强用电设备与动力网，适时调整走线的趋向并减少导线的回路面积，可显著减少该电磁感应干扰。

（二）静电感应

处于相对关系中的两个物体，若其中一个发生电位变化，所产生的电容也会使另一物体出现电位变动。干扰源是经由电容性耦合在回路中产生干扰，其属于两电场互相作用后的产成结果。当对两根信号线及动力线进行平行敷设时，动力线与两根信号线之间的距离并不一致，实际分布的电容也并不相等，该状况下两根信号导线中会产生电位差，产生的干扰信号往往有几十毫伏或更大;而将信号线有机扭绞起来进行敷设，就会使电场在两信号线中产生的电位差极大地减小。其中，运用静电屏蔽方式，常会使干扰形成的感应电势减小至1＼100-1＼1000。

（三）附加热电势及化学电势

该方面主要是受差异化金属形成热电势与金属腐蚀等状况，并后续产生出的化学电势。当其处于电回路模式时便会产生干扰，该类干扰频繁以直流形式出现，往往在弹簧继电器或接线端子板等处易出现热电势。

（四）振动干扰

即指导线在磁场内运动时，会适时产生感应电动势，其会产生系列干扰信号，在振动环境当中，为有效减少振动干扰，常可将信号导线进行有机定固。

（五）差异化地电位的引入

在大地中，差异化的接地点内常会存在电位差，特别是在大功率用电设备的就近区域，当该类设备的绝缘性能较弱时，其中的电位差就會更大。在仪表使用过程中，基本都是在输入回路中存在不少于两个的接地点，该状况下就将差异化接地点内的电位差有机引入仪表中。该类地电位差时长会超过1-10V，其同时出现在两根信号导线中，以静电耦合的方式，可以在两输入端感应出对地的共同电压，从而通过共模干扰的形式呈现。该共模干扰并不直接与信号进行叠加，不会直观化影响仪表，但它常可基于测量系统产生对地泄漏电流，之后泄漏电流以电阻耦合直接作用于仪表，从而产生干扰。

（六）脉冲电压

通过继电器、开关及电机等负载产生的脉冲电压，不但可对模拟电路产生效用，还会对数字电路产生干扰。

二、关于接地抗干扰技术

各类仪器设备都不可缺少接地，具体的接地，即指将某点与一个等电位点或等电位面通过低电阻导线进行联结，从而构成一个基准电位。地线属于引入干扰的必要通道，在较大的测控系统中，常会涵括各种类别的测试仪器，由于差异类型的信号电路也应当存在异同性的地线，譬如，信号、信号源及负载地线等。在同一类信号电路中，往往具备一个共同的接地系统，但时常也应依据信号电路的不同，有机采取差异化的接地形式。

（一）串联单点接地

公共地线并不是理想化的纯导线，其存在一定的电阻，而即便导线的电阻很小，也会在电路间产生干扰，该方面常常会被民众所淡漠化。各电路接地电压都会受其它电路及电流的影响，运用该类接地方式期间，弱信号电路应置于最近处接地，而从抑制电阻耦合的维度观看，该类接地方式非常不可取。

（二）并联单点接地

该并联单点接地方式可有效规避电阻耦合干扰，由于各电路的接地电位仅与自身的电流有关，即并不受其它相关电路与电流的影响，所以，该类接地方式往往最适用于低频。

（三）多点接地

该方式更适宜于高频电路。地线系统是连接于机壳的扁粗金属导体或是机壳本身，也常会用导电条联结成网，或以一块金属网板作为地线。为降低电路地电位，每个电路的相应地线都应当进行有机缩短，以减少接地线阻抗。多点接地系统的优势特征较为显著，譬如电路构成简便、高频驻波现象出现频率较小等。而当进行多点接地之后，设备内部就会增加众多的地线回路，这些都会对低电平信号电路产生干扰影响。经由综合化考虑，一般进行对接地方式的选择时，对频率小于1MHz的情况有机选用一点接地方式，超出10MHz时，则应选用多点接地方式。而对处于既定区间内的情况，若选择一点接地，对应的地线长度需小于或等于波长的1＼20，反之，则选用多点接地方式。

三、屏蔽技术阐释

（一）电场屏蔽

干扰源所产生干扰是通过电压形式出现时，干扰源与测控仪器之间就实存容性电场耦合。以上相关境况下，电场屏蔽就是最高效的抗干扰手段。

（二）屏蔽连接

当屏蔽接地体中存在电荷泄放时，屏蔽体上将会有机产生涡流电磁场，并有机形成对屏蔽导体的电磁干扰。当测控仪器的信号源距仪器有一定的长度时，运用屏蔽电缆线便可将二者维系联结起来，从而形成一个完备的电屏蔽，后续可通过屏蔽所处点连接信号地便可极大减少干扰。

四、结束语

各方式在测控仪器中都具有特殊抑制效用，但多数是互存联系的，因此，就测控仪器抗干扰而言，可有机结合接地及屏蔽，以有效将干扰最大化降低。

参考文献：

[1]李冬.智能弹药被动探测器干扰与抗干扰技术研究[D].2017.

[2]王邃.数字信号远距离传输的抗干扰技术研究[J].电子测试，2019（13）.

作者单位：浙江钛石纺织检测研究院有限公司