智能仪表系统设计中抗干扰问题的研究

智能仪表系统设计中抗干扰问题的研究
发布时间：2022-06-21T05:59:41.820Z 来源：《当代电力文化》2022年第4期作者：胡新强[导读] 为了分析工业生产管理模式，加快产业结构调整，实现智能化设备在现代化生产之中的使用，
胡新强
浙江东鸿电子股份有限公司浙江省嘉兴市314000
摘要：为了分析工业生产管理模式，加快产业结构调整，实现智能化设备在现代化生产之中的使用，就需要从当前的仪表系统设计方面进行分析，加快对智能化系统的分析。

但是由于受到多方面因素的影响导致，智能仪表系统在设计过程中很容易受到外部干扰，导致智能仪表系统的工作质量偏低。

为此本文在智能仪表系统的结构构建的过程中，从抗干扰的角度进一步探究了智能仪表系统之中关键部件的选择分析方式，同时对软件抗干扰的措施进行分析，以求通过智能仪表系统。

关键词：智能仪表系统；结构；抗干扰
随着单片机在工业化生产之中的高效使用，智能仪表系统也有了新的创新发展方向，通过智能仪表系统的使用实现了工业生产质量的优化。

但是通过长时间的分析研判可知，智能仪表系统的操作很容易受到外部环境的干扰，导致智能仪表系统的安全性运作质量偏低。

归根究底是因为其本身结构设计方面存在一定的缺失。

而其干扰本身对于智能仪表系统所造成的后果主要体现在数据本身的误差相对较大，控制管理状态容易失效且系统本身的程序运作容易混乱。

因此就需要相关技术人员在原有的智能仪表系统设计工作中，对抗干扰安全问题进行系统的分析，制定出有效的措施，以保证智能仪表系统的稳定运作。

一、智能仪表系统设计中各单元元件抗干扰问题优化的思考
1、做好半导体器件的选择分析
为了让半导体的器件满足当前的系统工作要求，就需要对元器件的内部工作参数进行分析，同时结合电气参数的特点，选择合理的器件，以满足系统的实际需求。

减少焊接的点数，也可以直接降低故障的出现，因此在器件选择的过程中就应当选择集成度相对较高的电路，少用分立元器件。

智能仪表系统所处的外部环境往往会有较为严重的干扰。

为此要尽量选择抗干扰能力相对较强的元器件。

2、做好电源设计抗干扰问题的优化
电源设计工作推进的基础上，要想实现最佳的设计管理效果，就需要在电源的设计基础上考虑使用交流电源或是滤波器对于电源变压器进行隔离优化，充分使用压敏电阻对整个电压进行收集，在供电质量要求较高的状态下，可以首先使用发电机组亦或是逆变器进行供电，若是采用在线的不间断供电，也能实现这种工作。

也可以充分的使用分立式的供电以及分类的供电方式，这种形式下就能达到最佳的抗干扰效果。

3、外部噪音源的干扰抑制
传感器外部的最大噪音源主要是连接在交流电源上部电动机设备，电焊机等产生的火花以及继电器等。

这些噪音主要是通过相关的器械对传感器产生直接的干扰冲击。

通过实践分析观察可知，因为干扰信号的出现，往往会通过电缆侵入到智能仪表系统内部而导致干扰量逐渐地出现。

为此系统的配线技术往往首先要考虑的就是外部噪音对整个设施内部产生的干扰。

对于静电感应的噪音，可以在信号线或是箱体结构上包裹一层金属导体的屏蔽层，尽可能的而降屏蔽层端点进行接地处理。

4、多路模拟开关的选择
智能仪表系统之中被控量以及被测量的回路往往有多个。

对于多路的产量进行转化分析的过程中，经常受到环境的影响，很容易导致多种问题的产生。

在多路转换器的输入端加入一定的传输设备，可以有效地抵制外部传感器所导致的高频噪音。

转换器的采样过程中所产生的高频噪音，往往会影响测量的精度以及程序的有效运作，因此就需要在单边机和不同的各结构之间形成一种隔离。

通过多通道之间的转换优化，往往会导致瞬变的情况产生，因此就会导致输出端产生短暂的尖峰电压。

为了减少这种现象所产生的误差，可以实现输出端与放大器之间的高效连接，从而有效地提升抗干扰的质量。

二、软件抗干扰的基础原理分析
软件抗干扰主要是以软件为基础实现的一种基础的抗干扰方式方法，电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化，凡是有电压电流突变的场合，肯定会有电磁干扰存在。

数字脉冲电路就是一种典型的干扰源，随着电子技术的广泛应用,电磁污染情况会越来越严重.首先干扰的三要素是干扰源、敏感源和耦合路径，这三要素缺少一个，电磁兼容问题都不会存在。

因此要从这三要素入手。

找出最方便的解决方法，一般干扰源和敏感源是没办法解决的，通常是从耦合路径想办法，也是最常用的方法。

其主要功能是负责从内部存储器中取出指令并对指令进行分析、判断、并根据指令发出控制信号，使计算机有条不紊的协调工作；运算器主要完成算数运算和逻辑运算；存储器用于存储程序和数据；输入/输出接口电路完成CPU与外设之间相连；输入和输出设备用于和计算机进行信息交流的输入和输出。

利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来从而隔断或削弱干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输。

按需屏蔽的干扰场的性质不同，可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。

把干扰源与接收系统隔离开来，使有用信号正常传输，而干扰耦合通道被切断，达到抑制干扰的目的。

常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。

抑制干扰传导的一种重要方法。

由于干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽得多，因此，当接收器接收有用信号时，也会接收到那些不希望有的干扰。

这时，可以采用滤波的方法，只让所需要的频率成分通过，而将干扰频率成分加以抑制。

将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点（大地）实现低阻抗的连接，称之谓接地。

接地的目的有两个：为了安全，例如把电子设备的机壳、机座等与大地相接，当设备中存在漏电时，不致影响人身安全，称为安全接地。

为了给系统提供一个基准电位，例如脉冲数字电路的零电位点等，或为了抑制干扰，如屏蔽接地等。

工作接地包括一点接地和多点接地两种方式。

总结：在单片机的工作之中，相关的技术人员为了达到最佳的工作质量，实现工作优势的发挥，在现有工作机制下，往往会充分结合当前工作的实际特点，对工作的主要形式进行研判分析。

但是由于受到外部环境的冲击和影响，智能仪表系统本身的内部结构很容易受到干扰。

在此基础上，要想实现工作质量的提升优化，就要加快结构分析，设计研判，从多角度进行智能仪表系统设计规划，以保证工作的有效性，为后期的单片机工作质量优化奠定坚实的基础。

参考文献
[1]魏其深.基于DCPD方法的裂纹扩展实时监测系统研制[D].西安科技大学,2019.
[2]范志欢,王东.基于CAN总线的工厂智能控制器设计[J].电子制作.2017,(2).6,10.
胡新强男 1987.07.25 湖北省通城县浙江东鸿电子股份有限公司 314050 本科工程师多功能智能仪表设计开发。