测控仪器中抗干扰技术的应用思考
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测控仪器中抗干扰技术的应用思考

2021-10-24 20:11:08 投稿作者: 点击:

【摘 要】随着社会和经济的发展,科学技术也在经历着不断的创新,在其依托下许多先进的仪器设备被制造出来并被广泛的投入到各个领域的生产实践中,极大的推进了工业生产的机电一体化,而干扰的出现降低了设备仪器特别是测控仪器的稳定性和准确性,阻碍了生产活动的正常进行。基于这种情况,研究测控仪器的抗干扰技术以提高其抗干扰性有着重要的意义。本文便首先就抗干扰技术的涵义及测控仪器的主要干扰做一个阐述,然后具体的探讨一下抗干扰技术在测控仪器中的应用。

【关键词】测控仪器 抗干扰技术 具体应用

测控仪器是在对控制和测量相关理论进行利用的基础上,依靠控制系统及光、机、电等计量测试原理结合计算机而制造的一种范围非常广泛的测量仪器,对工业生产装置的安全稳定运行起着监测的作用,通常被置于比较差的环境中使用,容易受到干扰,如果干扰严重的话,就会损坏仪器,造成很大的损失,使工业生产无法正常开展,因此,在测控仪器中应用抗干扰技术是有实际意义的。

一、测控仪器中抗干扰技术的涵义

在工业生产中,有很多的电磁信号存在于测控仪器的运行环境中,比如强电设备的启停、开关的电磁辐射、电网的波动、高压设备等,如果它们出现电磁感应、形成干扰冲击,就会对测控仪器的正常工作造成影响,使测控仪器运行不稳定,严重的甚至会使测控仪器误动作或者停止运行,导致设备发生损坏甚至人员伤亡,造成巨大的经济损失。因此,在测控仪器的使用过程中,必须对干扰问题予以足够的重视,运用抗干扰技术消除测控仪器的干扰。总的来说,可以应用于测控仪器的抗干扰技术有多种,但应用较多的主要是屏蔽技术和接地技术。

屏蔽技术就是根据金属隔离的理论,对电磁场、电场或磁场耦合的部分进行隔离,使其空间场的耦合通道被断开,容易受到干扰的测试仪器和干扰源都都可以被当做隔离的部分,通过这种方式,被隔离的部分就无法再对进行干扰,外边的干扰也不会被其吸收。它分为屏蔽连接和电场屏蔽两种方式:当有电荷在屏蔽接地体上泄放时,会有很大的流在屏蔽体上流过,使涡流电磁场得以形成,对屏蔽导体产生电磁干扰,如果测试仪器与其信号源有一定的物理距离,可以用屏蔽电缆线把它们连接起来,就可以使一个完整的电屏蔽形成,即是屏蔽连接;如果干扰源一电压的形式出现干扰,那么容性电场耦合就会在测控仪器和干扰源之间出现,电场屏蔽是可以在这种情况下实现抵抗干扰的最有用的方式。接地技术是通过使用低电阻导线连接某点和一个等电位面或者是等位点,组成一个基准电位,它可以对产生于公共地线阻抗的共阻抗耦合干扰进行消除,减小电位差和磁场的影响,使地电流环路和其他电路无法形成磁耦合干扰,但同时地线也可以把干扰引进来。在一个相对来说比较大的测控系统中,通常会有很多种的测试仪器,高低频信号、强弱电线路等都同时在其中存在,所以,对于不一样类型的信号电路,配置的地线也应该不一样。

二、测控仪器主要受到的干扰

在测控仪器的干扰源上,一般来说,主要有两方面:由于系统接地、信号引线、电源线的原因而产生的系统外引线干扰;由于电气设备和电力网络的雷电、暂态过程的原因而产生的空间辐射干扰。从总体上说,这些干扰主要分为内部干扰和外部干扰这两种,如果详细的分析其出现的原因,温度、传输、感应、电源、辐射、接地等都应该被纳入分析的范围。在空间辐射方面,其干扰主要通过两种路径:辐射计算机的通讯网络和外围设备,在通讯网络和外围设备的反应下产生干扰;辐射计算机的内部,在电路的感应下产生干扰。在传输方面,也是通过两种方式产生干扰:一是空间电磁辐射使信号线发生感应而产生的干扰;二是电网干扰。这些干扰都会对测控仪器工作的稳定性产生较大的影响,进而影响工业生产的正常运行。

三、抗干扰技术在测控仪器中的具体应用

在测控仪器的工作中,可以对其产生影响的干扰是多种多样的,本文以信号干扰和谐波干扰这两种干扰的消除为例,来具体的探讨一下抗干扰技术在测控仪器中的应用。

(一)信号干扰

在某装置的关键压缩机控制系统中,设计了中央控制室控制盘和现场控制盘,现场控制盘的主要应用除现场的启动操作外,还有手动控制的功能,中央控制室控制盘的主要应用是压缩机控制安全联锁逻辑。在现场,压缩机防喘振控制阀在自动控制模式和手动控制模式之间可以自由的变换,以远程通讯传输的方式,这部分的控制可以使现场和主控室的衔接得以实现。在调试的过程中没有发现什么问题,但在装置启动以后,信号的干扰特别强,压缩机防喘振控制阀的经常自动调换成手动的模式,但又没有人去进行操作,所以联锁停车的情况多次发生。

相关技术人员经过仔细的研究,把现场控制盘通讯控制部分转移到了主动盘,消除了信号的干扰,提高了设备的稳定性和可靠性,现场施工得以正常进行。

(二)谐波干扰

以某套变频控制系统为例,它的运行目的在于实现两套纺织厂中空调风机的切换,在把空调风机的自耦降压启动转换成变频运行以后,它具有了调频减速的功能,但同时电动机的外壳的温度大大提升,保护跳闸的情况经常发生。经过分析,这种故障是因为高次谐波存在于变频器的电流信号和输出电压中,进而在电动机绕线和输出导线上形成谐波电流的附加功率损耗而产生的。

针对这种情况,相关技术人员将变频器的输出线和输入线分开,使其在不同的电缆沟中运行,用在截面上更大一号的电缆把之前的电缆替换掉,把变频器的控制柜安装在和风机距离较小的位置上,尽量的缩短电动机和输出端之间的距离。通过采用这些方法,有效的抑制了谐波的干扰,排除了发热的故障。

四、结束语

总之,干扰不仅会降低测控仪器的工作稳定性,导致工业生产发生损失;还会缩短测控仪器的使用,增加工业生产在仪器购置上的成本费用。因此,相关部门和技术人员要对抗干扰技术进行深入的研究,尽量消除测控仪器使用中的干扰,推进工业生产的正常进行。

参考文献:

[1] 邓居祁,孟晓芳.测控仪器中的抗干扰技术[J].企业技术开发,2009(2).

[2] 孙先波.楼宇自控系统接地抗干扰技术研究[J].现代电子技术,2009(10).

作者简介:

李峻峰( 1991.02.11) 性别 男;民族 汉;籍贯 湖北荆州;2013年毕业于 武汉纺织大学测控技术与仪器专业;学位 本科;杭州御井园茶叶有限公司。

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