电子仪器仪表中电磁干扰问题及抑制方法研究

发表时间:2021/8/23   来源:《当代电力文化》2021年12期   作者:刘春涛
[导读] 随着电子仪器仪表设备朝着自动化、智能化潮流的不断趋近,不仅为社会的现代化建设做出了重要贡献,而且给人们的日常生活、工作和学习提供了庞大的、直观的数据支持
        刘春涛
        浙江力夫传感技术有限公司 浙江杭州311100
        
        摘要:随着电子仪器仪表设备朝着自动化、智能化潮流的不断趋近,不仅为社会的现代化建设做出了重要贡献,而且给人们的日常生活、工作和学习提供了庞大的、直观的数据支持。但在电子仪器设备应用过程中电磁干扰问题始终是一大困扰,因为存在电磁干扰现象会对设备的显示产生影响,使得测量数据准确性较低的现象屡见不鲜。为了解决上述问题,本文研究在阐释了电磁干扰的形成经过和存在的电磁干扰问题及类型基础上,提出了安装屏蔽仪器、选择接地体、安装滤波器的方法进行电磁干扰抑制的有效应对策略,试图通过本文研究让电子仪器设备能够为人们的工作和生活提供更加准确的数据支持。
        关键词:电子仪器仪表;电磁干扰问题;抑制方法;
        
        0引言
        电子仪器仪表中比较常见的问题就是电磁干扰,它会造成仪器仪表设备、系统性能的下降。随着设备的大规模应用,产生的电磁干扰问题也越来越多,危害性也愈加突出。在实际工程中,两个仪器仪表设备之间发生电磁干扰问题通常有许多中耦合方法形成,也正是因为如此,在重复交叉耦合作用下,使得设备之间产生的共同电磁干扰变得越来越难以抑制。为了确保系统中电子仪器仪表设备的安全、稳定运行,就必须采取有针对性的抑制策略避免或降低电磁干扰。
        1电磁干扰的形成经过
        电磁干扰主要是对电子仪器仪表工程传输信号产生影响,这种电磁干扰不仅会降低信号传输质量,而且还会导致信号传输效率的下降。因为电磁干扰本身归属于电子噪声中的一类,它能够使得传输信号发生衰减的同时,还会降低电子仪器仪表设备的实际运行功能。电磁干扰问题刚开始出现的时候只是在电磁信号领域发挥效用,这就意味着最初的时候只有电子仪器仪表设备会受到其不利影响。在电磁干扰过程中通常会存在多通道传播和多干扰源现象,这也是电磁干扰形成过程中的主要因素。其中,多干扰源主要包括自然干扰和人为干扰两种,自然干扰主要是指自然界中的雷电和静电等现象,人为干扰则是指电子仪器仪表设备产生的电磁波在传输信号过程中出现的其他电磁信号干扰。上述所说的多干扰源都可以进行相同的电磁波信号传输,确保能量能够与设备磁场的实际运行规律相吻合。但是,如果设备不能对电磁干扰问题进行很好地抑制,则必然会造成设备功能下降。另外,设备在运行过程中,出现耦合和交叉耦合的现象也比较常见,这些都会造成电磁干扰抑制方法的实施得不到有效保障。
        2电磁干扰问题解析
        2.1电磁干扰类型
        (1)内部干扰。
        设备在受到电磁干扰影响之后会产生内部干扰,主要包括一些信号干扰。例如,设备电线、导线等在传输电磁信号时会因为受到内部干扰影响传输质量,还有一些设备元件因为长时间使用,使得散热性能达不到标准要求,在电磁干扰抑制方面性能下降,这些都会影响设备的正常运行。此外,一些功率较大的电子仪器设备在运行过程中会产生一定范围磁场,这些设备会在交叉耦合等作用下产生电磁干扰。因此,在设计电子仪器设备时要充分考虑其他影响因素,但是即便是这样还是有一些电磁干扰不可避免,同时随着人们对设备使用频次的持续增加,电磁干扰问题愈加突出,设备功能只会愈加下降。
        (2)外部干扰。
        外部干扰主要指的是除了设备本身原因之外的其他影响因素。特别是一些具有较大功率的设备外部通常都会配备高压电能装置等,因此,在设计过程中要将这些因素都考量在内,充分体现设计仪器仪表设备的抗电磁干扰性能。可以采用对大型变电站设备的改造手段对电子仪表设备等进行运行改造,将电磁干扰影响控制在合理范围内,但因为改造研究成本比较高,许多研发企业可能会因此望而却步。因此,现阶段,市场上比较常见的,能够实现电磁干扰抑制的方法主要是通过提升设备本身抗干扰性能。


        2.2电磁干扰源类型
        (1)静电干扰。静电作为自然界中比较常见的放电现象出现的概率非常之大。在铺设电子仪表设备线路过程中,如果不能实现动力线与导线之间的平行,那么就会影响电磁信号传输合理性,进而产生电磁干扰问题。针对这一电磁干扰类型而言,可以通过调控电子仪器设备与动力线之间的距离,防止因为出现电位差产生的静电感应干扰。
        (2)振动干扰。该类电磁干扰主要是一些电子仪器设备生产厂家在生产过程中产生噪声或者振动而造成设备导线传输信号发生晃动的现象。
        (3)电磁感应干扰。现阶段,电子仪表设备主要以大型设备和机械控制为主要应用形式。例如变电设备、电气设备、交流电机等。这些设备所处的运行环境通常都会产生电磁感应,设备会因此发生感受电势,不利于设备的稳定运行。
        (4)接地系统干扰。电子仪表设备等在运行过程中可以在输入信号和回路中铺设多个接地点,但是接地点选择位置不同产生的回路电位差影响也各不相同,如果设备本身绝缘性能较差,就很容易受到电磁干扰影响,降低设备使用功能。
        3电磁干扰问题的抑制方法
        因为电子仪表设备运行过程中产生的电磁干扰问题会影响其正常运行和使用功能,因此,在设计电子仪表设备过程中,要考虑其抗干扰性能,避免因为电磁干扰产生的一系列不良后果。
        3.1屏蔽磁场抑制
        这种抑制方法主要是通过安装电磁干扰屏蔽装置来彻底隔离或者降低电磁干扰的,主要包括电子屏蔽、静电屏蔽和磁屏蔽三种类型。其中,电子屏蔽是指采用金属材料制作屏蔽仪器,通过减小电阻的方法,对电磁干扰磁场进行有效吸收或阻挡,进而降低电磁干扰对设备运行的影响。静电屏蔽也是采用金属材料,通过采用接地的方式减小电磁干扰,或者将设备电路内部的电磁干扰导出。磁屏蔽则是指采用具有高饱和、高导磁的磁性材料制作屏蔽仪器,这样能够将电磁干扰进行有效吸收或降低。
        3.2接地体抑制
        通过利用接地体实现电磁干扰抑制,即利用大地的导体性质对电子仪器设备运行过程中产生的磁场电流进行弱化和分解,以降低电磁干扰影响。接地体的作用主要是能够实现具有传到性质的电流型磁场干扰抑制,在选择接地点时,通常要选择一个没有电位与电阻的实体,同时还要考虑电源、电路以及设备功率等,这样能够将传输信号、噪声信号和电子仪器设备地线进行有效区分,实现干扰抑制。
        3.3滤波器抑制
        在电子仪器设备中安装滤波器能够实现电磁干扰的有效抑制。通常情况下,具有传到性质的电磁干扰主要来源于设备的电源线、控制线、导线等,通过安装滤波器能够将这些电磁干扰进行有效滤除。在具体设计时,要根据设备的实际情况设置滤波器电压、电流、频率等参数信息。滤波器因为工作性质的不同包括两种类型,分别是无源集中参数元件滤波器和同轴吸收滤波器,其中前者主要是由感应线圈和不同电容共同构成的,能够实现中频电磁干扰的有效滤波,后者则主要是通过在电源线中填充铁氧体材料或者套上磁珠衣的形式将电磁干扰转化成热能后释放到空气中,进而实现干扰滤波。
        4结束语
        根据上述分析可知,随着科学技术的不断发展和进步,智能化电子行业也面临巨大机遇和调整,电子仪器仪表设备也逐渐朝着自动化、智能化潮流趋近,不仅在现代化建设方面得到了广泛应用,而且对人们的日常生活、工作和学习也有着重要影响。电磁干扰问题是电子仪器仪表工程发展中的掣肘因素,因此,有必要对电子仪器仪表设备电磁干扰问题抑制方法进行研究和探讨,以推动电子行业的健康发展。
        参考文献
        [1]吴海涛. 电子仪器仪表在电磁干扰下的处理研究[J]. 中国战略新兴产业, 2019, 000(028):113.
        [2]母丹. 电子仪器仪表中电磁干扰的抑制方法分析[J]. 轻松学电脑, 2018, 000(009):1-1.
        [3]郭雷宇. 电子仪器仪表受到电磁干扰的处理方法略谈[J]. 山东工业技术, 2018, 278(24):141.
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