儀表被干擾的主要因素
發布時間：2019-11-11瀏覽次數：1098返回列表
干擾源在儀表內、外部都有可能存在。在儀表外部，大功率用電設備、大功率變壓器、電力網都可能成為干擾源。而在儀表內部，電源變壓器、線圈、繼電器、開關以及電源線等都可能成為干擾源。
1、主要干擾源
（1）靜電感應
靜電感應是由于兩條支電路或元件之間存在著寄生電容，使一條支路上的電荷通過寄生電容傳送到另一條支路上去，因此又稱電容性耦合。
（2）電磁感應
當兩個電路之間有互感存在時，一個電路中電流的變化就會通過磁場耦合到另一個電路，這一現象稱為電磁感應。例如變壓器及線圈的漏磁、通電平行導線等。
（3）漏電流感應
由于電子線路內部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內部介質或外殼等緣不良，特別是傳感器的應用環境濕度較大，緣體的緣電阻下降，導致漏電電流增加就會引起干擾。尤其當漏電流流入測量電路的輸入級時，其影響就特別嚴重。
（4）射頻干擾
主要是大型動力設備的啟動、操作停止的干擾和高次諧波干擾。如可控硅整流系統的干擾等。
（5）其他干擾
現場安全生產監控系統除了易受以上干擾外，由于系統工作環境差，還容易受到機械干擾、熱干擾及化學干擾等。
2、干擾的種類
（1）常模干擾
常模干擾是指干擾信號的侵入在往返2 條線上是一致的。常模干擾來源一般是周圍較強的交變磁場，使儀器受周圍交變磁場影響而產生交流電動勢形成干擾，這種干擾較難除掉。
（2）共模干擾
共模干擾是指干擾信號在2條線上各流過一部分，以地為公共回路，而信號電流只在往返2個線路中流過。共模干擾的來源一般是設備對地漏電、地電位差、線路本身具有對地干擾等。由于線路的不平衡狀態，共模干擾會轉換成常模干擾，就較難除掉了。
（3）長時干擾
長時干擾是指長期存在的干擾，此類干擾的特點是干擾電壓長期存在且變化不大，用檢測儀表很容易測出，如電源線或鄰近動力線的電磁干擾都是連續的交流50Hz的工頻干擾。
（4）意外的瞬時干擾
意外瞬時干擾主要在電氣設備操作時發生，如合閘或分閘等，有時也在伴隨雷電發生或無線電設備工作瞬間產生。
干擾可粗略地分為3個方面：
（a）局部產生（即不需要的熱電偶）；
（b）子系統內部的耦合（即地線的路徑問題）
（c）外部產生（電源頻率的干擾）。
3、干擾現象
在應用中，常會遇到以下幾種主要干擾現象：
（1）發指令時，電機無規則地轉動；
（2）信號等于零時，數字顯示表數值亂跳；
（3）傳感器工作時，其輸出值與實際參數所對應的信號值不吻合，且誤差值是隨機的、無規律的；
（4）當被參數穩定的情況下，傳感器輸出的數值與被測參數所對應的信號數值的差值為一穩定或呈周期性變化的值；
（5）與交流伺服系統共用同一電源的設備示器等不正常。
（6）其他干擾現象
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在一些測溫場合，當將熱電偶電機直接焊接與通電加熱的金屬件上，由于金屬件在平行于電流方向的各點存在電位差，這時引入的干擾電壓也是很大的。在高溫狀態下，耐火材料的緣電阻急劇下降，熱電偶和磁保護管、磁珠的顏性能也會下降，則電爐電源電壓通過耐火磚、熱電偶套管、磁珠等泄漏到熱電偶絲上，在熱電偶電之間產生干擾電壓。
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大地中各個不同點之間往往存在電位差，尤其在大功率用電設備附近，當這些設備的緣性能下降時，電位差更大。而現場儀表在使用中，有時不注意會使回路存在兩個以上的接地點，就會把不同接地點的電位差引入到顯示儀表中而形成共模干擾。
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當儀表的橋路電源接地時，除橋路輸出不平衡電壓以外，信號線對地還有一公共電壓，該公共電壓不是所要測量的信號電壓，而是共模干擾的一種表現。
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信號源于顯示儀表之間的連接導線、儀表內部的配線通過磁耦合在電路中形成干擾。在大功率變壓器、交流電機、電力線的周圍空間都存在很強的交流磁場，而閉合回路處在這種變化的磁場中將感應出電勢。這種感應電勢與有用信號相串聯，當傳感器與顯示儀表距離較遠時，這種串模干擾尤為突出。
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干擾源通過電容的耦合在回路總形成干擾，它是兩電場相互作用的結果。通過靜電耦合的方式，能在兩輸入端感應出對地的共同電壓，以共模干擾的形式出現，由于共模干擾不和信號疊加，它不直接對儀表產生影響。但它能通過測量系統形成到地的泄漏電流，該泄漏電流通過電阻的耦合就能直接作用于儀表而產生干擾。
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電磁感應、靜電感應所形成的干擾大多是工頻干擾電壓，但變頻器、帶整流子的電機等會產生諧波干擾。由于雷電的作用在電力線上也會感應出干擾電
壓。
4、儀表輸出外界干擾因素
我們在調試儀器儀表的時候，有時會碰到這種情況：儀器儀表出廠的時候明明好好的，一到現場就沒有信號輸出，或者產生無序的信號。通過以上概述，我們了解儀器儀表的干擾來源主要有兩種途徑：一是由電路感應產生干擾;二是由外圍設備以及通信線路的感應引入干擾。我們得仔細分析外界干擾的來源，信號傳輸線路以及敏感程度，做好接地處理和儀器儀表信號線屏蔽措施，有可能的話遠離干擾源。我們檢查發現安裝和接線都是沒有問題的，到底這又是什么情況呢?出現這種情況，你可能需要查看下儀器儀表附近有沒有感應干擾了。
影響儀器儀表輸出的外界感應干擾主要有以下幾種：
（1）電磁感應干擾
當兩個電路之間有互感存在時，一個電路中電流的變化就會通過磁場耦合到另一個電路，這一現象稱為電磁感應。這種情況在儀器儀表使用的時候經常遇到，尤為注意。
（2）射頻干擾干擾
主要是大型動力設備的啟動、操作停止時產生的干擾以及高次諧波干擾。
（3）靜電感應干擾
靜電感應是由于兩條支電路或元件之間存在著寄生電容，使一條支路上的電荷通過寄生電容傳送到另一條支路上去，有時候也被稱為電容性耦合。
（4）漏電流感應干擾
由于電子線路內部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內部介質或外殼等緣不良，特別是傳感器的應用環境濕度增大，導致緣體的緣電阻下降，這時漏電電流會增加，由此引發干擾。尤其當漏電流流入到測量電路的輸入級時，其影響就特別嚴重。
（5）其他干擾
主要指的是系統工作環境差，還容易受到機械干擾、熱干擾和化學干擾等等。
干擾進入定位控制系統的渠道主要有兩類：信號傳輸通道干擾，干擾通過與系統相聯的信號輸入通道、輸出通道進入；供電系統干擾。
信號傳輸通道是控制系統或驅動器接收反饋信號和發出控制信號的途徑，因為脈沖波在傳輸線上會出現延時、畸變、衰減與通道干擾，所以在傳輸過程中，長線的干擾是主要因素。任何電源及輸電線路都存在內阻，正是這些內阻才引起了電源的噪聲干擾，如果沒有內阻，無論何種噪聲都會被電源短路吸收，線路中也不會建立起任何干擾電壓；此外，交流伺服系統驅動器本身也是較強的干擾源，它可以通過電源對其他設備進行干擾。
5、系統產生干擾的原因
在工業生產過程中實現監視和控制需要用到各種自動化儀表、控制系統和執行機構，它們之間的信號傳輸既有微弱到毫伏級、微安級的小信號，又有幾十伏，甚至數千伏、數百安培的大信號；既有低頻直流信號，也有高頻脈沖信號等等，構成系統后往往發現在儀表和設備之間信號傳輸互相干擾，造成系統不穩定甚至誤操作。出現這種情況除了每個儀表、設備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外，還有一個十分重要的因素就是由于儀表和設備之間的信號參考點之間存在電勢差，因而形成“接地環路”造成信號傳輸過程中失真。因此，要保證系統穩定和可靠的運行，“接地環路”問題是在系統信號處理過程中必須解決的問題。
影響PLC控制系統的干擾源于一般影響工業控制設備的干擾源一樣，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。
干擾類型通常按干擾產生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中：按噪聲產生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質不同，分為持續噪聲、偶發噪聲等；按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態（同方向）電壓送加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130V 以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統I/O 模件損壞率較高的原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指用于信號兩間得干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。
