刘鹏飞

摘要：可靠性与抗干扰能力作为仪器仪表在正常投入运转中最为关键的两个影响因素，甚至决定着仪器仪表在进行生产加工中的精确效果。特别是随着近年来仪器仪表应用范围的扩大和技术含量的提升，其使用条件和环境也日趋严格。因此，提高仪器仪表的可靠性与抗干扰能力至关重要。

关键词：仪器仪表;可靠性;抗干扰;设计

1干扰的定义

干扰是机电一体化系统设计和使用中需要考虑的重要问题。机械系统的工作环境包括电网晃动、高压设备的启动与停止、高压设备、电磁辐射的转换等多种电磁信号。对系统产生电磁感应或破坏性影响时，会妨碍系统的正常工作，引起系统的稳定性，降低系统的精度。

2可靠性分析

第一方面，相关技术人员在进行可靠性设计时，要确保仪器仪表中所涉及的电子元件具备较高的可靠性，能够达到生产标准，通过组件质量确保仪器仪表的可靠性，对于一些相对复杂烦琐的部分，要进行精简设计，在保证功能完整的同时，确定能够投入正常使用。要注重仪器仪表中的一些重要环节机械部分是否能够保持正常运转，确保重要零件部分的牢固、可靠、完整。开展仪器仪表的合理化设计，减少故障发生的概率，处理阶段要精简。以可靠性为主，尽量减少一些烦琐的环节。

第二方面，设计人员要不断学习新技术，将新技术和新理念应用到仪器仪表设计中。确保仪器仪表的设计能够符合现阶段大部分生产机器的需要，积极推动现代化发展，在提升设计合理性的同时，注重仪器仪表的使用不应当全部自动化，仍然需要保留一部分自由控制设计。

3仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计

3.1借助于屏蔽场的作用

最为直接的方式就是屏蔽，适当借助于减少电磁场穿透力的方式，使屏蔽效果显现出来。通常会运用到隔离和衰减辐射干扰手段，依照实际工作原理来看，可以通过以下几种形式加以实现：首先是静电屏蔽，相应屏蔽体适当运用电阻较低的金属材料制作而成，通过接地的基本途径，使电路间的电磁干扰能够得到有效的处理;其次是电磁屏蔽，重点是运用了与上述相关举措相似的屏蔽体，运用了电阻较低的金属材料，适当使用金属本身特性，完成对电磁场中电磁的合理吸收和反射，由此达到相对理想的屏蔽效果。再者是磁屏蔽，主要是利用了與上述相关措施完全不同的屏蔽体，选用富有高饱和度、导磁效果的磁性材料，在损耗以及吸收电磁的过程中，彰显出相对应的屏蔽作用，避免承受着低频磁场的影响。

3.2 ESD防剥离技术

在电气自动化设备运行过程中，针对静电放电引起的干扰，研究人员提出了一系列抗干扰技术措施。在拨号开关、面板和液晶屏的工作过程中，静电极易进入电力自动化装置。这样，设备的某些部分就会短路，整个设备就会损坏。因此，应尽量避免使用不常用的零件，并在必要的使用过程中进行保护工作。应注意以下几点：（1）电力自动化装置在运行过程中，应为其本身及内部部分元件提供有效的接地保护，使静电放电电流得到有效的传输，否则静电放电产生的一些火花可能会引起电源自动化装置（2）的故障，在电源自动化装置中，相邻元件与金属外壳之间必须有适当的间隙，这样才能有效地减少内部元件因高压静电引脚引起的静电现象。

3.3绞合信号线设计

一般来说，信号线在仪器中占有很大的空间。如按信号线方向设计，应尽量缩小其面积，使信号线与抗干扰元件处于同一距离，相邻导线不受干扰，以防止信号线扭曲时出现串联模式。同时，要控制运行中仪表的电磁干扰，保证其高稳定性。

3.4借助于屏蔽场的作用

最为直接的方式就是屏蔽，适当借助于减少电磁场穿透力的方式，使屏蔽效果显现出来。通常会运用到隔离和衰减辐射干扰手段，依照实际工作原理来看，可以通过以下几种形式加以实现：首先是静电屏蔽，相应屏蔽体适当运用电阻较低的金属材料制作而成，通过接地的基本途径，使电路间的电磁干扰能够得到有效的处理;其次是电磁屏蔽，重点是运用了与上述相关举措相似的屏蔽体，运用了电阻较低的金属材料，适当使用金属本身特性，完成对电磁场中电磁的合理吸收和反射，由此达到相对理想的屏蔽效果。再者是磁屏蔽，主要是利用了与上述相关措施完全不同的屏蔽体，选用富有高饱和度、导磁效果的磁性材料，在损耗以及吸收电磁的过程中，彰显出相对应的屏蔽作用，避免承受着低频磁场的影响。

3.5屏蔽干扰设计

在仪器仪表的可靠性设计过程中，不仅会存在电磁干扰，也会存在静电干扰，为防止静电干扰的危害，在设计时要采取屏蔽措施，以金属网屏蔽为主，分析屏蔽干扰。主要包括以下2种方法：（1）在进行设备运行抗干扰设计时，要根据机械的不同情况，采用相应的分类评估方法。如由于运行环境的不同，机械设备在运行过程中的磨损情况也会有所差异，因此，在进行评估时先要针对具体的环境，作出最初的判断，然后根据不同环境进行分类处理，再通过设备的运行分析得出评估的结论。（2）设备在运行中会由于多种原因，造成振动速度的不同，在对此种情况进行评估时，应首先利用现代化仪器记录机械设备的振动次数，并根据振动次数进行分级，然后利用相对应的公式进行计算，再将计算得出的数据进行科学的比较，进一步提高设备的可靠性。

3.6正确安装附加设备

如果在安装附加设备时出现问题，也会发生干扰。因此，必须保证附加设备安装的正确性。例如，附加设备一般涉及两种干扰频率：一种是谐波干扰，主要由变频器的输出电压和24V开关电源产生，一般为3-9次谐波，频率为200-300hz，为此，可采用由电阻和电容组成的“t”型网络进行滤波;另一种是低频干扰信号，主要是由各类电动阀、电磁阀动作时产生，此类问题可采用单端屏蔽层接地解决。

结论

总而言之，在工业生产逐步推进的过程中，仪器仪表遍及人们的生产和生活领域，应该积极重视仪器仪表可能受到的干扰问题，不断地探索和发现新的应对策略，适当规避复杂情况，抑制电磁干扰程度，让仪器仪表得以运用到位。

参考文献：

[1]冯浩，牛爽，于斌.当前化工电气自动化仪表安装中的抗干扰措施研究[J].化工管理，2018，496（25）：155-156.

[2]李振伟.当前化工电气自动化仪表安装中的抗干扰措施研究[J].建筑工程技术与设计，2018，23（029）：311-312.