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摘要:在电流与电压影响下,磁场中的设备传导性能会发生改变的现象,被称为电磁干扰。电子设备在使用的过程中,电磁干扰现象是经常发生的现象,是无法避免的。电磁波的干扰给使电子仪器的正常工作结果带来偏差,因此,为了进行有效避免其影响,将电子仪器所受到的损害程度降到最低,加强电子仪器防电磁干扰技术措施研究具有重要意义。
关键词:电子仪器;电磁干扰技术;措施
前言
电磁对电子仪器的干扰常常会影响仪器的正常使用,因此如何防止电磁干扰随着电子仪器的广泛应用逐渐被重视。防电磁干扰成为了电子仪器使用的主要环节,本文从电子仪表中电磁产生的危害出发,谈一谈电磁干扰出现的原因,并提出防止电磁干扰的有关技术和措施。1电磁干扰的来源和危害
影响仪器的电磁干扰有许多种,通常可以将其分为自然干扰和人为干扰。静电放电和大气噪声是自然干扰的主要表现,静电放电是指设备或人体自带的静电以火花或电晕的形式释放给仪器带来的影响。大气噪声干扰是一种脉冲宽带干扰,覆盖频谱宽,传播距离远,常见的如雷电产生的放电现象等。人为干扰是指仪器或其它装置产生的电磁干扰。常见干扰源有高频设备、小型电器或无线电发射设备等。此外,电磁干扰除了需要上述的干扰源以外还需要同时具备敏感接受器和偶合路径两个因素才能产生。电磁干扰对电子仪器会产生很多不利影响,甚至是危害。比如,在医用电子仪器使用中,电磁的干扰性会导致仪器的检测结果发生变化,导致给病人测量的参数与其实际不符,这就给医生的诊疗决策提供了错误的信息,进而耽误医生对病人的治疗,给医疗工作带来极大困难。同时,对于机械制造、设备工艺加工领域,也会产生一定影响和危害。科技的高速发展,对机械制造与设备工艺加工提出了更高的要求,要求机械设备实现智能化与自动化。而在实现这一目标之前,首先应当做到的是提升机械设备的精密化。一旦在生产过程中,受到电磁干扰就会使仪器的精度大大降低。比如,对于电子仪表仪器而言,在电磁干扰下仪表参数发生变化,接下来会影响整个机械设备制造的过程。当不精密、不合格的机械设备投入生产和经营,将带来不可预想的危害。
2电磁干扰的传播方式及类别
2.1电磁干扰的传播方式
电磁干扰的传播方式,主要有两只种。一种是辐射场,另外一种是似稳场。辐射场的产生是源于电磁干扰现象中的波长作用。与干扰作用的对象相比,干扰源在结构与尺寸比例上相对较小,因此干扰源由辐射激发的电磁能量,逐渐侵入周边的干扰受体的运行系统中。似稳场的产生,是在干扰对象的波长较短,以及其结构与尺寸比例较小的条件下产生的。主要通过电磁感应的形式,入侵到干扰对象的传输线路上。或者,以直接传导的形式,进入到周边的设备仪器中,进而对其运行系统造成影响。
2.2电磁干扰的类别
电磁干扰类别研究,是有效防范仪器受到电磁干扰影响的第一步。电磁干扰的类别主要分为内外部干扰两种。对于电子仪器仪表内部产生的干扰,是基于内部结构复杂性而产生的。内部的小元器件能够产生磁场而相互作用。比如,导线与地线会在信号传输的过程中发生阻抗耦合,一旦通电就会使周边其他元件受到影响。对于仪表外部产生的干扰而言,是基于外部设备工作功率较大而产生的。当使用较高电压并通电时,设备线路之间就会通过耦合的作用产生电磁波,导致仪表灯器件参数发生改变,影响设备的运用。
3电子仪器防电磁干扰技术措施
3.1接地
在电子仪表中,接受电磁干扰的对象叫做敏感接收器。如果无法消除电波的干扰,也可以选择将电磁从仪表中转移出来的方法解决电磁干扰问题,主要的办法就是在仪表中安装一个接地装置,使仪表中的电磁波导入大地,减少对电子仪器的影响。电子仪器的电子电路都有接地点,要想让电子仪器可以防电磁干扰,可使用单点接地、多点接地和浮地等集中接地方式。电子仪器特别是实验室内的电子测量仪器多是金属外壳直接接地,这样仪器的导电率多比地面高,又由于电子仪器在内部的回路电流有直流、交流等多种并且易产生电位差从而形成电磁干扰,因此想以此来回路电流存在一定问题。想要解决这一问题最好的办法就是让仪器与地面间只存在一个连接点,这种单点接地的方式是电压测试仪等低频回路电子仪器所经常采用的防干扰措施。在高频回路的电子仪器中,当高频电流经过输出端口返回到基准回路时,它和其它路径返回的电流会共同经过电源输出阻抗,这一过程易损坏高频线圈特性,而且各电流彼此也会产生很大电磁干扰。面对这种情况,可以采用多点接地的方式让高频驻波减小,使各个系统独自接地,拥有独立连接线是毫伏测量表等高频电子仪器常采用的防干扰措施。浮地是指让电子仪器或仪器的电路和地面或者公用连接线分隔开来的一种接地方式。因为公用的连接线易引起回路的环流从而产生电磁干扰。常见的电压表、电流表等多采用浮地接地方式来防止使用过程中出现电磁干扰。
3.2屏蔽
3.3滤波
滤波是抑制电磁传导干扰的一种手段。一些敏感电子设备常常通过信号线、电源线等向外传导干扰信号。想要抑制这种干扰信号通常采用低通滤波器对信号进行滤波,通过过滤可以有效的对混乱、复杂的干扰电波进行抑制。低通滤波器是从产生电磁效果的干扰源着手对电磁干扰进行遏制,但是在进行这种电磁兼容设计的时候需要考虑低通滤波器的特性,包撬额定电压及耗损、额定电流、频率、电阻抗性、绝缘电阻及漏电电流等等。常被用作低通滤波器的有同轴吸收和参数元件两种滤波器。同轴吸收滤波器主要是在电源线进出的钢管中加入吸收介质,如磁珠、磁管、铁氧体材料等,把瞬变的电磁能量转化成热能并消耗掉,从而起到抑制此干扰的目的。无元集中参数滤波器是一种由电容器和电感线圈组成的电容式滤波器。使用它使用可以有效的抑制频率在3000MHz以内的电磁干扰。
结论
在我国机械与工艺设备电磁干扰恶化的环境下,为进一步提高电子仪表等器件的抗电磁干扰性能,本文以电子仪器防电磁干扰技术措施为主要研究内容,在电磁干扰来源及传播方式的分析下,从滤波手段、屏蔽手段、接地手段等电磁干扰防范措施方面展开系统探究。研究结果表明,现阶段,我国电磁干扰的传播方式,以似稳场与辐射场为主。同时,电磁干扰来源途径包括两方面,一方面是电子仪器仪表内部,另一方面是电子仪器仪表外部。在未来,还需要进一步加强对电子仪器防电磁干扰技术应用措施的研究,为我国企业机械的顺利制造,以及电子仪器的有效使用提供借鉴。
参考文献:
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