摘要：随着当前相关技术手段的不断进步与发展，仪器仪表系统在工业生产当中的应用范围日渐增大，相应的技术水平也不断提高，系统本身所具备的功能性也日渐强大。与此同时，仪器仪表的应用条件却愈发苛刻，怎样能够提高系统运行可靠性与促进抗干扰性能的全面提升，现已成为仪器仪表设备的研究的一项关键性内容，下文将就针对仪器的可靠性设计与抗干扰设计展开具体分析。
关键词：仪器仪表；可靠性；抗干扰设计
在仪器仪表实际应用期间，可靠性与抗干扰能力最为重要，技术人员必须要利用各类方式提升仪器仪表系统元件与结构的可靠性，增强其抗干扰能力，满足现代化仪器仪表的使用需求，为社会的发展做出贡献。
1仪器仪表可靠性设计分析
在仪器仪表可靠性设计的过程中，相关设计人员必须要全面分析仪器仪表运行可靠性的衡量系统，并且明确质量标准，保证可以提升可靠性的设计质量，增强仪器仪表系统的应用价值。对于仪器仪表可靠性设计而言，相关设计人员必须重视以下几点工作：（1）设计人员在实际设计期间，要保证仪器仪表系统元件的可靠性，增强系统准确性，简化处理系统各类结构，在满足仪器仪表元件系统使用功能的情况下，合理优化其运行体系。在简化处理期间，技术人员与管理人员必须要重视仪器仪表系统的可靠性指标，保证可以提升其工作效率与设计质量。对于元件设计工作而言，设计人员必须要全面考虑仪器仪表的使用情况，保证元件设计误差在相关范围之内，不会出现各类仪器仪表元件选择问题与数据信息准确问题，进而提升系统运行的可靠性。（2）设计人员还应不断提高对仪器结构设计的水平，大量应用以现代化的设计技术与处理工艺，推动仪器仪表设计达到更好的规范性与先进性，促进仪器仪表系统的设计质量能够得以显著提高，并促使系统的可靠性得以更好的加强，保留一部分的系统控制功能。
2仪器仪表抗干扰设计措施
2.1全面分析仪器仪表的干扰来源
在设计之前，设计人员必须要全面分析仪器仪表的干扰来源，保证可以提升设计工作质量。首先，设计人员需要分析内部开关与变压器的情况，保证可以排除此类设备对于仪器仪表的影响。对于电磁感应而言，会导致仪器仪表受到干扰，因此，设计人员需要在仪器仪表系统中设计抗电磁干扰系统，提升其运行质量，同时，还要保证高压电网与变压器磁场的稳定性，不会出现仪器仪表的感应电势现象，减少对于仪器仪表的质量影响。其次，在静电感应方面，就是两个电场之间相互作用而产生的干扰因素，此类干扰因素在仪器仪表运行中较为常见，相关设计人员在设计过程中，必须保证提升其静电抗干扰能力，提升其运行质量。最后，仪器仪表运行中还会出现震动干扰因素、化学干扰因素等，设计人员必须要予以高度重视，并且采取有效措施对其进行全面的分析，保证可以提升仪器仪表设计工作的可靠性。
2.2仪器仪表抗干扰设计措施
2.2.1共模干扰抑制
鉴于仪器仪表系统信号大都是低电平，因此，共模干扰会导致仪器仪表的信号发生畸变现象，并将由此产生出大量的错误现象。可采取以下措施避免共模干扰现象的发生。为确保仪器仪表与信号源外壳的安全性，通常均需对其采取接地处理，确保其能够始终维持在零电位的状态下。信号源电路、仪器仪表系统需保证接地的稳定性，一旦所采取的接地方式不恰当，便会导致地回路导入干扰的出现。较为常见的一种情况便是两点接地导致地电位差的出现并造成共模干扰的发生。因而，仪器仪表回路大都是选用的在系统位置进行单点接地的方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆就这一层面而言，要想将地电位差所产生的干扰完全消除是不切实际的。因此，为了促进仪器仪表抗干扰能力的增强，一般在低电平测量仪器仪表内，将二次仪器仪表和地进行绝缘处理，从而使得共模干扰电压泄露途径被隔断，促使干扰无法进入到系统当中。在具体应用过程当中，大都是把屏蔽与接地联合起来加以运用，实现对绝大多数干扰情况的有效处理。若能够使屏蔽层在信号侧和仪器仪表侧均进行接地处理，那么地电位差便会经由屏蔽层而产生回路。众所周知，地电阻阻值小于屏蔽层电阻，因此在屏蔽层中便会出现电位梯度，经由屏蔽层与信号导线间的分布电容耦合于信号电路内，屏蔽层应进行单点接地，同时信号导线屏蔽层的接地同样也应当能够和系统接地处于同一侧的位置。从本质上来说，二次仪器仪表外部保护主要是考虑到安全需求所进行的接地处理。但仪器仪表的输入一端以及外壳间必定会存在分布电容及漏阻抗，但浮地无法将泄露途径全部切断。因此，在必要时一般是采取双层屏蔽浮地保护形式，即为在仪器仪表外壳内再重新套入一个内部屏蔽罩体。这一内部屏蔽罩体和信号输入一侧甚至是外壳间均采取电气连接的方式，由内屏蔽层引出导线来和信号导线的屏蔽层互相连接起来，信号线则可被屏蔽于信号源进行单点接地处理。由此便可利用仪器仪表的输入保护屏蔽和信号屏蔽来促使信号源保持良好的稳定性，使之长期保持在等电位的运行状态下，能够极大的促进仪器仪表抗干扰性能的全面提升。
2.2.2串模干扰抑制
串模干扰和被测信号处于平等地位程度，出现串模干扰后很难做到彻底消除，因此应将关注的重点放到对串模干扰的有效抑制上。避免串模干扰的措施方法主要包括有：1）滤波。针对变化速率较为迟缓的直流信号可在仪器仪表输入端新增滤波电路，以确保所混杂于其中的干扰信号能够降至最低。但在具体的工程设计阶段，此类方法应用的相对较少。2）屏蔽。为避免电场干扰的产生，可将信号导线采用金属进行包裹。一般是在导线外部包裹一层金属网。采取屏蔽处理主要是为了将“场”的耦合切断，实现对各类“场”干扰的有效抑制。屏蔽层必须予以接地，避免干扰现象的发生。3）信号导线扭绞。设计人员需要全面涉及扭绞信号导线，可以将信号导线扭绞到一起，保证信号回路面积缩小到相关范围之内，进而提升仪器仪表与干扰因素之间的抗拒能力，加长各类系统的距离，使两种信号导线都能更好的分布在系统中，进而提升电容分布的合理性，增强其抗干扰能力。同时，设计人员还要减少仪器仪表周围的电磁与静电，保证其不会受到电磁感应或是静电感应的威胁，提升仪器仪表的运行质量。上述几类方法所重点针对的是无法规避的干扰场，出现后的被动抑制的干预措施，然而在实际的应用过程中，应注意尽可能防止干扰场的产生。例如将信号导线与动力线尽可能保持一定的距离；科学布设线路，降低杂散磁场的出现可能性；针对变压器等有关电器元件实施一定的屏蔽处理。
3结语
总而言之，仪器仪表所应用的环境不同，所面临着的干扰源也会有所差异。一般在工业生产中，测量系统除过系统本身所受到的干扰影响外，还应当对电气设备放电干扰与设备接通及断开所导致的电压，亦或是电流急变所产生干扰予以重点关注。在针对仪器仪表系统在开展设计与测试工作时，不仅要依据仪器仪表本身特点开展设计，同时还应结合其所应用的环境来具体分析，使得在具体条件下所产生出的干扰因素能够被及时找出，并做出更加针对性的抗干扰设计，以加强对仪器仪表系统可靠性及抗干扰性能的全面提升。
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论文作者:贾璐铭,齐馨,刘海兵
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/7/6
标签：仪器仪表论文; 干扰论文; 抗干扰论文; 系统论文; 屏蔽论文; 可靠性论文; 信号论文; 《电力设备》2018年第8期论文;