電磁干擾抑制措施

干擾信號之所以能對電測裝置發(fā)生影響，它必須具備三個條件：一是要有干擾源產(chǎn)生干擾信號；二是要有對干擾信號敏感的接收電路；三是要有干擾源到接收電路之間的耦合通道。這三個因素缺一就不能形成對電測裝置的干擾。在解決干擾問題時，首先要搞清楚干擾源、接收電路的性能，以及干擾源與接收電路之間的耦合方式，才能釆取相應(yīng)措施，抑制干擾的影響。

針對上述分析，抑制干擾的原則是：

(1)消除或抑制干擾源。如電力線與信號線隔離或遠(yuǎn)離。

(2)破壞干擾途徑。對于以“路"的形式侵入的干擾，從儀表本身采取措施，如釆用隔離變壓器、光電耦合器等切斷某些干擾途徑；對于以“場"的形式侵人的干擾，通常釆用屏蔽措施。

(3)削弱接受電路（被干擾對象）對干擾的敏感性。如髙輸入阻抗的電路比低輸入阻抗的電路易受干擾，模擬電路比數(shù)字電路的抗干擾能力差等。

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對安裝來說，抑制干擾源對其他回路的干擾是zui有效的措施，但有時由于條件限制或費用過高等原因，很難得到實現(xiàn)。這樣，就應(yīng)對受干擾的弱電信號回路和電子控制裝置采取防護(hù)措施，以增強(qiáng)其抗干擾能力。下面從安裝角度，介紹一些常用的抑制干擾技術(shù)。

1.物理性隔離

增大電子控制裝置、信號導(dǎo)線與干擾源、動力導(dǎo)線之間的距離是降低噪聲的有效措施。 但由于設(shè)備組裝、布線空間等條件的限制，只能是盡量去做。

弱電信號導(dǎo)線應(yīng)避免和強(qiáng)電導(dǎo)線相互平行敷設(shè)，更不得捆扎在同一個線束中，或使用同一根電纜。

同一個信號回路的兩根導(dǎo)線，需敷設(shè)在同一根電纜之中。弱電信號回路不應(yīng)與強(qiáng)電系統(tǒng)共用接地線。弱電信號回路的公用地線應(yīng)與同一個測量回路的另一根導(dǎo)線一起敷設(shè)，不 得借用大地作為信號傳送導(dǎo)體。

對于各種不同性能的元件和導(dǎo)線，應(yīng)按其不同電平、功率、產(chǎn)生噪聲的大小、抗干擾能力的大小，進(jìn)行分類。同類型的元件和導(dǎo)線應(yīng)集中在一起，各自使用的端子箱、端 子排，力求與其他類型的元件和導(dǎo)線保持一定的距離，作物理性隔離。

2.平衡

利用電路上的平衡關(guān)系，讓兩根傳輸同一信號的導(dǎo)線具有相同的干擾電壓，可使干擾電壓在這兩根導(dǎo)線的負(fù)載上自行抵消。用這種方法，能較有效地抑制外電路的電磁干擾。雙 絞線是平衡電路的一種形式，這是由于雙絞線本身就是一個平衡結(jié)構(gòu)的緣故。

3.屏蔽

屏蔽就是用金屬物（屏蔽體）把電力線或磁力線的影響限定在某個范圍內(nèi)，或阻止電力線或磁力線進(jìn)入某個范圍，把外界干 擾與測量裝置隔開，使測量信號不受外界電磁場的影響。常見的屏蔽方式有下列幾種：

(1)靜電屏蔽：如圖10-7(a)所示，若導(dǎo)體A帶正電，則導(dǎo)體B受其影響，左側(cè)帶負(fù)電，右側(cè)帶正電。將導(dǎo)體A外面包一 層良導(dǎo)體屏蔽層C (如圖10-7，b)，屏蔽不接地，對B來說結(jié)果 與圖（a)相同。若屏蔽層接地（如圖10-7，c)，其外側(cè)正電荷 將被導(dǎo)入大地，C的外表面不帶電，導(dǎo)體B也就不受A的影響。 這種遮蔽靜電感應(yīng)影響的作用稱靜電屏蔽，也就是遮斷從帶電體 伸出的電力線。此種屏蔽層對磁場的屏蔽效果仍很差。由于導(dǎo)體A與屏蔽罩之間形成了電容，又因電容的一極接地而形成靜電 屏蔽，必然會產(chǎn)生地電流。若A是通過高頻電流的導(dǎo)體，加以屏蔽后雖然防止了對周圍的影響，但不能清除通過與地之間的寄生 電容而產(chǎn)生的電流。

(2)磁屏蔽：使用高導(dǎo)磁系數(shù)的材料（如坡莫合金）做成屏蔽層，把產(chǎn)生干擾的部分（或易受干擾部分）包起來，如圖10-

8所示，這時，磁力線通過磁阻小的屏蔽層內(nèi)部自行封閉。

通常為了使信號電纜不受外界磁場的干擾，比較經(jīng)濟(jì)的方法是將信號電纜敷設(shè)在鐵制的槽盒內(nèi)（槽盒接地），由于槽盒的磁阻 較小，外部磁場的磁力線主要在槽盒鐵件中通過，不至于切割信號電纜，所以也就大大減小了外磁場的干擾。同樣，把熱電偶的 補償導(dǎo)線絞合起來穿入鐵管中，也是這個道理。

(3)屏蔽線和屏蔽電纜：儀表之間的連接線及測量導(dǎo)線中如

果有高頻電流流過，則會造成電磁輻射，干擾其他電路；反之，小信號工作的電路，其輸入導(dǎo)線一般較長，若接收了外界電磁輻射的干擾，對工作影響則很大，所以導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)屏蔽。

在使用屏蔽線和屏蔽電纜時，必須注意屏蔽層外皮上都不能流過電流，與地不能構(gòu)成回路。因此，屏蔽層采用“一點接地"原則，而且屏蔽層外還要有絕緣層，不能釆用裸屏蔽，以防止屏蔽層與其他金屬導(dǎo)體或結(jié)構(gòu)接觸時形成通路，造成地電流和地電壓的干擾。對于雙絞線，則在各個雙絞線外層分別有屏蔽層，以防止雙絞線之間產(chǎn)生感應(yīng)干擾，而各個彼此絕緣，zui后再加總屏蔽層和總絕緣層。

4.正確和良好的接地

接地就是要與地保持同電位。它起源于強(qiáng)電技術(shù)，因為高電壓大電流對人身安全有威脅，這時的接地就是所謂的保護(hù)接地。對電測裝置來說，接地有新的含義。“地"指的是基準(zhǔn)電位點，接地就是使與基準(zhǔn)電位的各點連接。所以電測裝置的接地，一方面是輸入、輸出信號有公共零電位，使得各級電信號間有一個基準(zhǔn)電位作參考；另一方面也是屏蔽體接 至基準(zhǔn)零電位以抑制干擾的需要。

地電位十分復(fù)雜，大地本身各點電位經(jīng)常是不相同的，即使對某電子設(shè)備或測試系統(tǒng)的接地母線、接地排或具體的接地走線，由于各種接地電流的流通，也會使同一接地系統(tǒng)上各點電位不一致而引進(jìn)干擾。為了盡量削弱干擾，采取“一點接地"的原則，且接地電 阻值要小并穩(wěn)定。

計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的接地，若制造廠無特殊規(guī)定，一般可與電氣接地網(wǎng)連接。在機(jī)房內(nèi)設(shè)600mmX200mmX20mm銅板作為計算機(jī)系統(tǒng)地線匯集板（如圖10-9所示），該匯集板即為計算機(jī)系統(tǒng)參考零電位。計算機(jī)系統(tǒng)的各種接地線應(yīng)采用有絕緣護(hù)套的導(dǎo)線或電纜牢固地接到地線匯集板上。地線匯集板和地網(wǎng)接地極之間采用兩根截面不小于25mm2、帶絕緣護(hù)套的銅導(dǎo)線或電纜連接，保證計算機(jī)系統(tǒng)一點接地。

屏蔽線或屏蔽電纜的屏蔽層接地點選擇，應(yīng)視信號源和接收端是否接地而異。圖10-10 (a)表示一個不接地的信號源Wl和一個接地的放大器連接時，屏蔽層的正確接法。其中，Q、 C3為屏蔽層與信號線之間的等效集總電容，C2為兩信號線之間的等效集總電容。這里，放大器A的公共接地端為2。如該接地端是真正的零電位，為零，但有時此點并不是真正的零電位，而是有一個數(shù)值為WC1的對地電位差。是大地兩點之間的電位差。將屏蔽層 接到放大器的2處，此時的等效電路如圖10-10 (b)。可以看出，Wci、％2都不會干擾放大 器的輸入（1、2之間）信號。可見，當(dāng)一個不接地的信號源和一個有公共接地點的放大器連接時，輸入端的屏蔽層應(yīng)接到放大器的公共接地端。同理，當(dāng)一個接地的信號源和一個不接地的放大器連接時，即使信號源接的不是大地，而是對地有一個數(shù)值為〃的電位差，此時，輸入端的屏蔽層應(yīng)接到信號源的接地端。圖10-11是它們的實際線路和等效電

路。

隨著機(jī)組容量增大和計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用屏蔽電纜的增多，屏蔽層正確接地已成為抗干擾的重要環(huán)節(jié)。因此，屏蔽層的接地應(yīng)視同電纜心線接線一樣，均應(yīng)有明確的標(biāo)號，并接在接線端子上或設(shè)端子排。圖10-12和圖10-13為信號源接地和不接地時，屏蔽層接

地的常見的幾種連接方法。對于心線帶屏蔽或?qū)g屏蔽且有總屏蔽的電纜，每個分屏蔽與總屏蔽接在一起后再接地（圖中未表示）。

5.浮接

浮接又稱“浮置"或“浮空"，它是指把儀器的信號放大器的公共線不接外殼，也不接地的抗干擾措施。例如，在300m長的同一平面上，排列著三根導(dǎo)線，如圖10-14所示，在A線上對地加100V的電壓，用另外兩根導(dǎo)線B、C作為信號線，并用3kn電阻于一端短接， 在另一端測得感應(yīng)電壓Ub。。如圖10-14所示，（a)圖為浮接狀態(tài)，具有zui小的感應(yīng)電壓。因此，若制造廠要求某些控制裝置和電子計算機(jī)等機(jī)柜不與電氣接地網(wǎng)連接時，其外殼應(yīng)與底座絕緣（即浮空）。