智能仪器可靠性与抗干扰技术

《智能仪器可靠性与抗干扰技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章智能仪器的可靠性与抗干扰技术一、可靠性概述二、干扰噪声的认识三、电磁耦合干扰分析方法四、抑制技术与措施一可靠性的基本概念元件或系统的可靠性元件或系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。智能仪器装置或系统来，其规定条件包括环境温度和湿度，海拔，电磁环境，电网状况，储存条件及其它要求等。失效元件、装置或系统不能完成规定的功能时，称之为失效。可靠性指标描述一个元件、装置或系统的可靠程度的数量化的指标。常用可靠性指标有：可靠度、失效率和平均无故障时间常用的可靠性指标（1）可靠度函数R(t)可靠度函数:为元件或系统在规定时间内和规定的使用条件下

2、，正常工作的概率。R(t)值可通过寿命试验得到若以T表示元件或系统的寿命，则事件（T>t）表示元件或系统在[0，t]时间内能正常工作，则可靠度函数为：若已知元件或系统的寿命T的概率密度函数，那么对于给定的t，则有随着时间的推移，T大于t的可能性不断降低。R(t)和f(t)的图形（2）失效率元件或系统的失效率定义为在t时刻以前一直正常工作的条件下，在t时刻以后单位时间内失效的概率，记作，表示为：其中，是时间的函数。如果T服从指数分布，则为常数。失效率又称危险率或风险率，其常用单位是10-9/h，记作1非特。根据上述定义，可得到：⑶失效类型和浴盆曲线早期失效

3、型：开始时失效率高，随着时间的推移逐步减小，造成这种失效的主要原因是设计和制造上的缺陷、管理不当、检验疏忽等。如图a所示。偶然失效型：失效率与时间无关，为一个常数，这是在使用过程中因某种不可预测的随机因素产生的。如图b所示。耗损失效型：失效率随着时间的推移而增大，造成这种失效的主要原因是元件的老化、疲劳、磨损等。如图c所示。图a早期失效曲线图b偶然失效曲线图c耗损失效曲线浴盆曲线：电力电子装置或系统的失效曲线是形似浴盆的曲线，称为浴盆曲线，如图d所示。系统在使用初期表现为早期失效型，可以通过产品在出厂前的动态或静态老化试验使其渡过早期失效期。之后，装置或

4、系统进入到偶然失效期，这是装置或系统的最佳工作时期。一般希望这段时间的失效率尽可能的小，运行时间尽可能的长。运行后期进入耗损失效期。图d浴盆曲线（4）平均无故障时间（MTBF）作为可修复的智能仪器的寿命T是一个连续型随机变量。随机变量T的数学期望就是电力电子装置或系统的平均无故障时间（MeanTimeBetweenFailure——MTBF），即：其中，为寿命T的概率密度函数。上式可变为二干扰噪声的认识干扰源本征噪声源、人为噪声源、自然界干扰源。电磁干扰，光电干扰，机械干扰（摩擦起电、导体在磁场中运动、压电效应、震颤效应），其它噪声（电化学作用的化学湿电

5、池，温度变化等）三种耦合途径传导耦合：通过导体（导线）将噪声耦合进电路中。最典型的例子是噪声通过电源线传入电路。公共阻抗耦合：来自不同电路的电流流经一个公共阻抗时，就会产生公共阻抗噪声耦合。电磁场耦合：只要电荷发生移动，所有的电路元件、导线都会辐射电磁场，存在来自发射源的辐射。近场时，分别考虑电场和磁场；远场时，电磁联合辐射。电容耦合：噪声源与被干扰电路之间存在着电容通路。显然，这种电容一般不是人为加上的，而是二者之间的分布电容。干扰脉冲或其他高频干扰会经过分布电容耦合到电子线路中。电磁耦合：由于两电路之间存在互感而产生的，一个电路中电流的改变引起磁交

6、链而耦合到另一电路。若某一电路有干扰，则同样可以通过互感而耦合到另一电路中。共地阻抗耦合：表示了一种共地线阻抗耦合。干扰源在Zc上产生的压降被接收电路接收。共源阻抗耦合：经公共电源或工作线路的内阻而产生的耦合。干扰源的电流在接收电路公共电抗Zc上的压降被接收电路所接收形成干扰干扰的三要素噪声源产生的噪声必须经过一定的耦合通道，才能够对电子测量系统的正常工作造成不良影响。换句话说，噪声形成干扰需要同时具备三要素：干扰源、对噪声敏感的接收电路及噪声源到接收电路之间的耦合通道。电子系统受到外部电磁干扰电力线雷电电台电视台交流供电电路电动机移动通讯移动通信设备天

7、体电磁辐射电子设备的干扰对其它电路系统的影响传导噪声电子系统内部不同电路单元之间电场耦合磁场耦合公共阻抗消除干扰源抑制干扰积极、主动的措施是消除干扰源。要消除干扰源，必须首先确定何处是干扰源。在无法消除干扰源时，可采取抑制措施，在越靠近干扰源的地方采取措施，干扰抑制效果就越好。一般来说，电流或电压剧变的地方就是干扰源，比如继电器通断、电容充电、电机运转、集成电路开关工作等都可能成为干扰源。另外，市电电源也并非理想的50Hz正弦波，而是含有各种频率的噪声，是不可忽略的噪声源。割断干扰耦合途径对于以“电路”的形式侵入的干扰，可采取诸如提高绝缘性能，采用隔

8、离变压器、光耦合器等切断干扰途径；采用退耦、滤波等手段引导干扰信号的转移；改变接