高海涛
深圳万讯自控股份有限公司
摘要：随着我国社会主义道路的不断发展和进步，我国工程行业的专业技术愈发迅猛地提高，从而一定程度上推动了经济社会的发展。但是在这种情况下，仪器仪表的可靠性和抗干扰往往会给工业发展带来较多的问题，无法符合现代工业对工程机械中仪器仪表的要求。这时，仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计的作用就显得尤为重要，需要专业的技术人员对可靠性的影响因素进行仪器仪表设计的优化。而有效的仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计能够保证工业项目的顺利进行和高质量效率。为了提高仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计，本文进行了简单的研究与分析，并提出了相关的经验，以供参考。
关键词：仪器仪表；可靠性分析；抗干扰设计
在新时代的背景下，人们对于科学技术的要求也开始不断提高，进而使得工业中的仪器仪表可靠性分析及抗干扰设计得到了高度的重视。为了能在一定程度上提高仪器仪表的性能，相关企业选择了从可靠性和抗干扰两方面来着手工作，从而推动社会主义道路中科学技术建设和经济建设的重要发展。就目前社会情况而言，可靠性和抗干扰的设计在仪器仪表中已经成为了一项受到重点关注的工作任务。科学合理的分析和设计工作能够有效降低机械发生故障的概率，加强工程项目的整体质量，提高仪器仪表的可靠性，促进经济社会和企业利益的双重平衡。
一、仪器仪表可靠性的概述
现如今，仪器仪表所应用的科学技术已经成为了工业发展的重要内容，能够在一定意义上代表着企业整体的生产水平。为了更好地控制仪器仪表的技术水平，相关企业需要对它的生产系统进行良好的控制工作，仪器仪表的可靠性和抗干扰性必须要符合行业的规范要求。只有这样，才能更好地体现出仪器仪表中良好性能的重要作用。工程企业通常使用传感器、线路、电子芯片等组成仪器仪表，使得仪器仪表能够达到一定的可靠性，从而工程企业才能有效提高生产系统的整体运行效率和控制水平，进一步地保障了企业在经济市场中的最终效益[1]。对于仪器仪表中可靠性，工业企业一般选其作为测量仪器仪表性能的重要标准，仪器仪表中的可靠性越强，使用功能也随之越强。
由于我国科学技术的不断进步，工业中的很多企业都拥有着较高科技水平的生产系统，生产运行的效率较高。因此，企业对于仪器仪表进一步提出了关于可靠性的更高要求，需要仪器仪表能够随着科技进步向社会潮流个性化进行发展，能够满足企业中生产系统的功能需求，积极适应企业的发展。可靠性作为重要的衡量指标，对仪器仪表的实际应用有着十分关键的决定作用。在工业企业中，生产效率方面的要求使得社会中仪器仪表一直处于不断更新的状态，仪器仪表在企业中的良好应用是通过它的可靠性来有效实现的，科学合理地制定一些良好的控制途径。仪器仪表需要在设计的过程中认真分析它的可靠性，凭借可靠性来评价仪器仪表的功能特点，体现出可靠性提升给企业带来的市场价值，从而能够有效表现出仪器仪表应用的使实际效率。
仪器仪表可靠性的有效分析往往是通过企业在实验室的一系列检测来评定的，通常对计量检定标准器的仪器进行必不可少的定期校准工作。只有这样，才能够有效保障仪器仪表中可靠性分析的可追溯性。同时对于那些除了故障的仪器仪表进行后期的保养和维修工作，从而仪器仪表的可靠性得到一定的保障[2]。然而，仪器仪表在实际中的应用却是不容乐观，在所有种类中，高频率的一类仪器仪表很容易被损坏，高频率的运作状态使得仪器的性能得不到稳定。这样一来，在长时间使用仪器仪表之后，仪器仪表的可靠性会因为操作方法、仪器使用实际环境条件、化学物品的污染等各种外界因素而产生不可控制的变动。仪器仪表使用的实际操作环境也会受到各种条件的干扰，比如说：电磁的干扰、仪器仪表产生的辐射、运行温度、空气环境中的湿度、灰尘干扰、运行产生的振动等等，从而仪器可靠性的检测工作无法继续。在实施仪器仪表的可靠性分析工作之前，相关的企业单位应该确保实际中规划设计的内容具备一定的合理性和科学性，并实时严格参照可靠性设计的内容，避免出现不必要的错失。检定标准器在使用过程中一旦被改变了计量，那么可靠性的分析就得不到它的准确性，容易存在角度偏差和失误。仪器仪表的可靠性分析还要制定出较为详细的文件内容，有效协助技术人员进行分析和设计工作的开展来降低经济损失的市场风险，进而相关的控制措施是必不可少的。
可靠性的分析与仪器仪表应用中的控制能力密不可分，可靠性的不断提升，也能帮助工业中生产控制能力的不断提高[3]。在设计的工作中，技术人员要落实仪器仪表的可靠性分析内容，同时还不能忽视抗干扰设计的应用，确保工程机械的整体效益。工业企业可以通过仪器仪表控制生产，不断进行可靠性的分析工作，降低仪器仪表在实际企业应用中的风险危害，从而为仪器仪表的发展提供良好的技术支持。
二、影响仪器仪表可靠性的因素
（一）工作人员综合素质较低
工作人员是整个仪器仪表施工工作中的主要组成，所以仪器仪表可靠性分析的工作人员综合素质对施工活动的整体效率具有很大影响，能够在一定程度上控制仪器仪表的性能。但实际上，可靠性分析工作中的工作人员综合素质都普遍较低，无法进行更好的施工工作，这就很容易造成企业在进行仪器仪表施工的时候容易发生质量故障，一定层面上影响了企业和社会的经济效益。仪器仪表施工工作的相关人员缺少专业的技能培训等组织活动，无法拥有专业的技术知识，使得工作人员不能对仪器仪表施工的所有环节内容有一个全面的了解，进而工作人员的综合素质整体偏低[4]。所以，工作人员综合素质较低常常会使工人思想得不到解放，经验不够丰富，给仪器仪表的施工工作带来更多的问题。
（二）监督工作的不到位
除了工作人员综合素质较低会影响仪器仪表可靠性以外，仪器仪表可靠性的还要十分注重监督工作的落实。当安装仪器仪表的时候，施工单位最重要的工作就是进行对整体施工作业的监督管理。然而，仍有很多企业对于仪器仪表的监督工作没有落实到位，无法有效保证仪器仪表的良好运行状态。监督的工作人员没有严格检查施工情况，不具备完好的监督管理的思想意识，无法继续开展接下来的核实工作，进而在一定程度上很容易影响仪器仪表整体的可靠性。监督工作的落实与否对仪器仪表施工的监督工作有着重要影响。所以，监督工作的没有落实到位导致了施工现场的实际工作情况得不到有效的把控，施工秩序的有序性也无法得到保障，大大影响了仪器仪表的经济效益和社会效益。相关企业没有按照相关的程序派出专业的技术人员，也没有在验收了整体仪器仪表的施工质量之后依据实际状况进行运行检查，从而十分容易忽视了仪器仪表施工后期的维修保养工作。
三、可靠性分析的设计工作
（一）可靠性依据
可靠性分析的设计策略首先需要从可靠性依据方面进行研究，仪器仪表的可靠性在达到一定的程度之后，工程企业能够有效提高生产系统的整体运行效率和控制水平[5]。然而，可靠性分析的工作需要参考两方面的工作内容，才能提高仪器仪表的实际性能。一方面，企业中的专业技术人员需要对仪器仪表的各个部位的零器件进行一定的保障工作，确保这些零器件性能的完整性，使得仪器仪表的可靠性能够符合行业内的要求标准。另一方面，可靠性依据对内部结构进行设计优化，正确在相关企业内使用仪器仪表，更好地体现出仪器仪表的可靠性。在不断提高仪器仪表可靠性的工作中，专业的技术人员需要对仪器仪表的系统进行设计上的优化，化繁为简，同时不能忘记内部控制系统的有效应用。
可靠性依据在如今的社会中已经被很多工业企业广泛应用于仪器仪表的生产，可以有效控制可靠性的设计工作，进行一些内部元件、线路、零器件的安装设计。这样的做法能够帮助可靠性分析工作降低一些不稳定因素带来的风险，稳定工业中仪器仪表的可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可靠性依据需要从以下的几方面参考来进行分析，首先，生产需求作为工业中仪器仪表的首要要求，对于其中功能的可靠性需要进行良好的设计工作，从而确保可靠性能够达到企业的标准[6]。其次，寻找可靠性依据的工作还应该从仪器仪表的风险和不稳定性入手，定期检测仪器仪表的运行数据寻找出误差较大的数值和一些不合理的数据。通过这些数据，专业的技术人员进行设计改善，优化仪器仪表的可靠性设计工作内容。最后，可靠性依据还需要工作人员在设计的时候搭配仪器仪表的内部系统，参照仪器仪表中的特有功能，进行多方位仪器内部的配合设计。
（二）设计策略
仪器仪表可靠性分析的设计工作需要参照行业内一些相关的仪器模型，在现如今LJ6010的模块要求下不断进行可靠性分析的设计策略工作。
首先，可靠性的设计策略需要工作人员对于仪器仪表中内部的所有零器件均有一个很好的认识，能够熟悉了解它们的特点和功能。工作人员在通过这些了解来认真计算分析，科学合理地制定一些规范来提高仪器仪表的可靠性。在工作人员对仪器仪表内部的零器件进行预算估计的时候，企业需要注重失效率的运算结果[7]，而计算失效率的公式是：λGS =λGi（πQi × Ni × n）然而，公式中的λGS代表的是仪器仪表中零器件模块的失效率，运算使用的单位为10一6／h。λGi 则表示的是在整个运行的系统内仪器内部第i个零器件的通用失效率，运算使用的单位为10一6/h。πQi代表的是在整个运行的系统内仪器内部第i个零器件的通用系数，而Ni代表的是i类零器件的组成数量。运算公式中的n则代表的是运行的系统内仪器内部零器件的数量。专业的设计人员可以通过上述的计算公式来得出仪器仪表中零器件的功能性质，再不断分析检测，与G /n B一217F进行比较，最终完成仪器仪表中可靠性分析的设计工作。
其次，仪器仪表可靠性分析的设计策略应该选用应力法进行预算估计工作。这样的设计方式可以帮助企业对仪器仪表的设计在业内生产系统的应用中进行有效规范，还可以帮助设计人员对仪器仪表内部零器件的准确度有更好的把握。为了更好地应用应力法，仪器仪表中可靠性的设计策略也不能忽视实际应用环境的影响作用，仔细观察系统在运行过程中的实际状态，进行运算的公式为：λp=λb（πE ×豇R ×πA ×豇S2 ×πC)，计算公式中的λp代表的是应力法的失效率，而λb则代表的是仪器仪表在使用的过程中容易发生故障的概率[8]。运算公式中的πE代表的是环境系数，R代表的是电流因子。而豇A代表的是应力因子，剩下的S2表示的是电压因子。Πc则是仪器仪表中的配置因子。这些数据的测定能够帮助专业的设计人员在应用仪器仪表的时候有效降低它们发生故障的概率，从而保证了仪器仪表的可靠性。
最后，设计策略需要设计人员通过由计算公式得出的一些相关数据及时地对可靠性分析中的系统模块进行科学合理的调整。除此之外，还需要和设计指标进行比较，确保仪器仪表中可靠性的设计在指标要求范围之内。可靠性的设计策略还没有使得仪器仪表处于最终成熟阶段，所以最终工作人员还要在设计模块内检查可靠性带来的市场效益，根据不同需求对那些没有符合要求的设计模块进行及时的改良，从而保证仪器仪能够带来一定的可靠性。
四、仪器仪表的抗干扰设计
为了更好地在工业生产中应用仪器仪表，抗干扰对仪器仪表的设计来说也是十分关键的，现如今工业常采用的抗干扰设计有很多种。仪器仪表的抗干扰设计可以从声源、途径、接收电路的敏感程度等方面进行有效的分析，可以对产生噪声的声源进行消除或抑制工作，可以对干扰途径进行有效的破坏，还可以对接收电路的敏感程度进行一定的削弱。然而，在仪器仪表的实际应用环境中，对于产生的那些噪声是无法进行消除的，比如电机在泵运行的时候产生的电磁干扰。因此，仪器仪表的抗干扰设计需要进行串模干扰和共模干扰两方面的抑制措施。
（一）针对串模干扰
对于仪器仪表所产生的一些串模干扰，工作人员很难从根源上进行消除，只能采取一定的抑制措施来体现仪器仪表的抗干扰性能。专业技术人员可以防止串模干扰的产生，从而抑制干扰对仪器仪表的不良影响。首先，可以扭绞仪器仪表中的信号导线来进行抑制。工作人员需要扭绞仪器仪表中的信号导线，这样可以减少信号回路的面积，还能在一定程度上保证信号导线与干扰源两处之间的距离保持一致，分布相同的有效电容，大大降低串模的干扰。其次，是进行屏蔽工作。为了体现仪器仪表的抗干扰性能，设计人员可以用金属包裹仪器仪表中的信号导线。设计人员主要用金属网（也可以用铁磁材料代替）包裹在信号导线外，隔断耦合，抑制电磁场带来的干扰。除此之外，滤波工作也可以抑制仪器仪表中的串模干扰。专业的技术人员可以在较稳定的直流信号输入端中添置滤波电路，能够大大降低混杂给信号带来的干扰。然而，这种方法很少被应用在抗干扰的设计内容中，因为仪器仪表中电路的设计内容已经应用了这种防护措施。
（二）针对共模干扰
仪器仪表在运行的过程中产生的系统信号大多数是低电平，使得共模干扰容易给系统信号带来畸变的影响，从而造成测量方面的一些错误。针对共模干扰，工作人员采取了一些有效措施来预防。在一般情况下，仪器仪表的外壳都进行接地处理，使得机器处于零电位，能够保证一定的应用安全。对于仪器仪表中的信号源电路和内部系统，工作人员也要对它们进行稳定接地处理工作。但是，一旦没有正确接地处理的话，仪器仪表就会发生地回路的影响，使得工作人员不得不在系统处采取单点接地的有效方式来抑制共模干扰。可是，实际中仪器仪表中的信号源侧无法进行完全绝缘处理，也就无法彻底抑制电位差给仪器仪表带来的干扰。专业的技术人员可以在测量低电平状态下仪器仪表的过程中将它们"浮地"处理，意思是把二次仪器仪表绝缘，很大程度上降低了共模干扰会产生电压泄漏的风险，抑制了共模干扰的不良影响，进一步地提升仪器仪表的抗干扰性能。
结束语：
随着如今时代的发展，仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计已成为工业中的重要技术内容，对我们国家经济社会的发展道路起着重要的作用。工业人员积极分析仪器仪表中可靠性的影响因素，不断对仪器仪表的可靠性进行分析和提升，并及时抑制串模和共模两方面的干扰，降低仪器仪表的应用风险，提高工业生产的控制水平，从而推动工业中仪器仪表的美好发展。
参考文献：
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[8]刘建勋, 潘仲明, 罗勇毅. 仪器的可靠性与抗干扰技术分析[J]. 自动化与仪器仪表, 2014(9):60-61.
论文作者:高海涛
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/27
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