探析自动化仪表中干扰与控制措施

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1、探析自动化仪表中干扰与控制措施　　【摘要】随着工业生产的迅速发展，仪表在工作环境中的干扰源也会越来越多样化，那就需要在不同的工作环境下，对干扰源进行正确的探讨，并找出其控制措施，是非常有必要的。【关键词】自动化仪表；干扰；控制【中图分类号】C623.58【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2012）12-0417-011关于检测过程中的干扰和控制下面所介绍的是广义上的干扰源。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。其次，对仪表的选型上来说，也是非常重要的，不仅要从经济因素考虑，还要从使用方面，尤

2、其是选用的一次仪表线性度一定要好，精度要高。只有零点漂移越小、品质越好，才会保证工艺参数检测的准确性和快速性，减少故障的发生率，从而满足安全的生产要求。1.1光线干扰7半导体元件在检测过程中被广泛使用，但是光线对其导电性有巨大的影响，在光线干扰的场合会激发出电子，从而产生电势引起阻值的变化，进而影响检测仪表正常工作。因此，对于像半导体这种具有光敏作用的元器件，应该注意光线的屏蔽，封装在不透光的壳体内。1.2湿度干扰湿度增加后对仪表内部元器件中的电阻、电容、电感均有影响。会引起绝缘体的电阻下降，漏电流增加；电容的介电系数增加，电容增大

3、；电感受潮后骨架膨胀，使线圈阻值增加，从而引起电感变化。因此，对于潮湿环境中电气元件和电路板，一般要注意做防潮处理。1.3化学干扰具有酸、碱腐蚀性的场合，仪器设备和元器件容易被腐蚀损坏，并且与金属导体产生化学电动势，影响仪器设备的正常工作。因此，对仪表良好的密封和防腐处理，是重要的措施。2信号传输中的干扰和控制2.1电磁干扰的干扰源7自动化仪表的测量信号，一般被转换成微弱的低电平电压信号，通过远传至二次仪表、PLC或者DCS系统。在测量信号传输的过程中，除了需要的测量信号外，还有与被测信号无关的电压或电流信号，这种无关的电压或电流信

4、号就是干扰。工业生产中的大功率用电设备、强交变磁场、无线电波、动力电源、电机、变压器、继电器开关、分布电容电感引起的耦合效应，都是可能产生电磁干扰信号的干扰源。电磁干扰对于传感器或各种检测仪表及自控系统来说，是最为普遍、影响最严重的干扰。电磁干扰一般有辐射干扰和传导干扰两种形式。2.2电磁干扰的传播途径（1）磁场耦合。磁场耦合是指工业中使用的变压器、交流电机、高压电网等设备的周围空间中，都存在有很强的交变磁场，而检测对象与仪表问的连接导线、仪表内部的线路闭合回路处在这种变化的磁场中，通过磁耦合将会产生感应电势，产生干扰。（2）静电耦

5、合。静电耦合是指当把两根信号线与动力电源线平行敷设时，两根导线之间就会产生电容，由于动力电源线到两信号线的距离不相等，分布电容也不相等，因此两根导线上会产生电位差。干扰源是通过电容性的耦合在回路中形成干扰，它是两电场相互作用的结果。（3）热电势和化学电势。主要是由于不同金属产生的热电势，以及金属腐蚀等原因产生的化学电势，当其处于电回路时会成为干扰，这种干扰大多以直流的形式出现。（4）振动产生感应电势。由于导线在磁场中运动时，会产生感应电动势，因此在振动的环境中，信号导线会产生感应电动势从而产生干扰。2.3降低电磁干扰的措施7降低电磁

6、干扰的基本措施，一般是控制干扰源、切断传输途径及改善易受干扰的敏感设备本身的抗干扰能力。因为所有的干扰源，都是通过一定的耦合通道而对仪表产生影响，因此也可以通过切断干扰的耦合通道，来降低电磁干扰的影响。通常采用的方式有信号导线的屏蔽、滤波、隔离、接地等各种方法，一般会同时采取多种措施。（1）屏蔽。屏蔽是一种通过阻断电磁干扰传播途径，而达到降低电磁干扰的手段，一般利用金属材料对电磁波具有较好的吸收和反射能力来进行干扰控制，可以把信号导线用金属包起来，通常的做法是在导线外包一层金属网（或者铁磁材料），外套绝缘层。在工厂尤其是存在强电磁场

7、干扰的环境中，通常选用带屏蔽层的信号电缆即双绞线，用双绞线代替两根平行导线，每个双绞线小绞纽环中会通过交变的磁通，而这些变化磁通会在周围的导体中产生电动势。相邻绞纽环中在同一导体上产生的电动势方向相反，相互抵消。此外在干扰源周围加上屏蔽体并且将屏蔽体一点接地，就可以把电场形成的干扰源屏蔽掉，即可控制磁场对弱电信号回路可能造成的干扰，并且使之对邻近导线或回路不产生干扰。（2）滤波。用电设备的电源从交流端而来，对于交流端的滤波器，应简单可靠并能同时控制共模和差模两种干扰信号，可采用电容电感滤波器。7由于电源交流侧线引入的高频干扰，一股晴

8、况下频带很宽，交流侧的抗干扰措施只能控制其不向外界传播，但还是很容易对系统的工作进行干扰。因此对于变化速度很慢的直流信号，可以在仪表的输入端加入滤波电路，以使混杂于信号的干扰衰减到最小，一般采用电容滤波，用来控制开关电路所产生的高频干