仪表的干扰来源及采取的抗干扰措施研究

　　1引言

　　仪表在生产现场使用的条件比较复杂，测量参数往往被转换成微弱的低电平电压信号，并通过长距离传输至二次表或计算机系统。因此除了有用信号外，经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流。这种无关的电压或电流信号称之为“干扰”(也叫噪声)。干扰的来源有很多种，通常干扰是指电气的干扰，但是在广义上热噪声、温度效应、化学效应、振动等都可能给测量带来影响，产生干扰。在测量过程中，如果不能排除这些干扰的影响，仪表就不能够正常的工作。

　　根据仪表输入端干扰的作用方式，可分串模干扰和共模干扰。串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰;共模干扰是加在仪表任一输入端与地之间的干扰。

　　2干扰的产生

　　干扰来自于干扰源，它们在仪表内外都可能存在。在仪表外部，一些大功率的用电设备以及电力设备都可能成为干扰源，而在仪表内部的电源变压器、机电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源，干扰的引入方式主要如下:

　　2.1电磁感应

　　既磁藕合，信号源与仪表之间的连接导线、仪表内部的配线通过磁藕合在电路中形成干扰。例如在凌钢连铸工程中使用的大功率的变压器、交流电机、高压电网等的周围空间中都存在有很强的交变磁场，而仪表的闭合回路处在这种变化的磁场中将会产生感应电势。感应电势可用式(1)计算:

　　式中:

　　en为感应电动势;

　　B为磁通密度;

　　A为闭合回路的面积;

　　8为磁力线与面积A的垂线的夹角。

　　这种磁感应电动势与有用信号串联，当信号源与仪表相距较远时，此情况较为突出。如图1所示。

　　为降低感应电动势，B,A或Cosh等项必须尽量减小。所以将导线远离这些强用电设备及动力网，调整走线方向以及减小导线回路面积都是必要的。仅由于把两根信号线以短的节距绞合，磁感应电动势就能降为原有的1/10一1/1000

　　2.2静电感应

　　也就是电的藕合，在相对的两物体中，如其一的电位发生变化，则由于物体间的电容使另一物体的电位也发生变化。干扰源是通过电容性的藕合在回路中形成干扰。它是两电场相互作用的结果，如图2所示。

　　图2中，导线1的电位会在导线2上感应出对地的电压e}:

　　当把两根信号线与动力线平行敷设时，由于动力 线到两信号线的距离不相等，分布电容也不相等。它在两根信号导线上能产生电位差，有时可达几十毫伏甚至更大。当把信号线扭绞时能使电场在两信号线上产生的电位差大为减小。而在采用静电屏蔽后，能使感应电势减小到1/1001/10000