第8章 智能仪器可靠性与抗干扰技术共59页
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表在工业生产和科学研究中扮演着重要的角色，它们用来测量、监控和控制各种参数和过程，保障生产的安全和质量，使得科学研究结果更加准确可靠。
在实际应用中，仪器仪表常常受到各种干扰和损坏，影响其正常工作和可靠性。
对仪器仪表的可靠性进行分析和抗干扰设计就显得尤为重要。
一、仪器仪表的可靠性分析1. 可靠性概念2. 可靠性分析方法3. 影响可靠性的因素仪器仪表的可靠性与其制造工艺、材料质量、设计结构、环境条件等诸多因素相关。
最为重要的是设计结构和材料质量。
合理的设计结构可以减少零部件的磨损和损坏，提高仪器仪表的寿命；而高质量的材料则可以提高仪器仪表的耐用性和抗腐蚀能力。
4. 可靠性评价指标二、仪器仪表的抗干扰设计1. 干扰来源仪器仪表在使用过程中，常常会受到各种干扰，如电磁干扰、振动干扰、温度变化等。
这些干扰会导致仪器仪表测量不准确、失控等问题，影响其正常工作和可靠性。
2. 抗干扰设计原则为了提高仪器仪表的抗干扰能力，需要在设计阶段就考虑相关问题，采取相应的措施来减少或抵消干扰。
具体的原则包括：a. 减少外部干扰源；b. 加强仪器仪表的屏蔽和隔离；c. 优化电路结构和信号处理方法；d. 采用抗干扰材料和元器件等。
针对不同的干扰源，可以采取不同的抗干扰设计方法。
针对电磁干扰，可以采用屏蔽罩、滤波器等措施；针对振动干扰，可以采用减震支架、隔振材料等措施。
而对于温度变化等干扰，则需要选用适应性更强的材料和元件。
举例来说，某仪器仪表在设计时考虑到了工作环境中可能存在的强电磁干扰，因此在电路布局时采用了屏蔽结构，并在主板上加装了滤波器；在外壳设计上采用了金属屏蔽罩，有效地减少了外部干扰对仪器仪表的影响，提高了其测量精度和可靠性。
三、结语仪器仪表的可靠性分析和抗干扰设计是保障其正常工作和性能稳定的关键。
通过对其可靠性进行分析，可以找出存在的问题，从而进行相应的改进和提高；而通过抗干扰设计，可以减少外部干扰的影响，提高仪器仪表的可靠性和稳定性。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计1. 引言仪器仪表的可靠性和抗干扰性是影响仪器性能的重要指标。
在工业生产和科学研究中，仪器仪表的准确性和稳定性对实验结果和生产工艺的控制至关重要。
本文将探讨仪器仪表的可靠性分析和抗干扰设计，以帮助提高仪器仪表的性能。
2. 仪器仪表的可靠性分析可靠性在仪器仪表设计中是一个重要的指标，它描述了仪器在一定工作条件下正常操作的概率。
可靠性分析可以通过以下步骤来进行：步骤1：收集试验数据。
通过对仪器在现实工作环境中进行长时间观察和数据收集，获取仪器的故障发生率，工作寿命等信息。
步骤2：统计分析数据。
根据收集到的数据，进行故障率、失效模式和可用性等统计分析，以了解仪器的性能。
步骤3：评估可靠性。
根据统计分析结果，评估仪器的可靠性，包括失效率、平均无故障时间(MTTF)、平均失效间隔时间(MTBF)等指标。
步骤4：分析关键零部件。
识别仪器中的关键零部件，并进行故障分析，找出故障发生的原因和机制。
步骤5：改进设计。
根据分析结果，对仪器的关键零部件和设计进行优化改进，提高仪器的可靠性和使用寿命。
3. 仪器仪表的抗干扰设计仪器仪表在工作过程中常常面临各种干扰源，如电磁干扰、电源波动、温度变化等。
为了保证仪器仪表的准确性和稳定性，需要采取一系列的抗干扰设计措施：措施1：屏蔽设计。
对仪器仪表的关键部件和电路进行屏蔽设计，减少外界干扰的影响。
可以采用金属屏蔽罩、屏蔽接地等方式实现。
措施2：滤波设计。
对电源进行滤波处理，以减少电源的波动和噪声对仪器仪表的影响。
可以使用滤波电路和滤波器来实现。
措施3：地线设计。
合理设置仪器仪表的地线，减少地线干扰对信号的影响。
可以使用单点接地和星形接地等方式来提高信号的质量。
措施4：温度补偿设计。
在仪器仪表的设计中考虑温度变化对性能的影响，并采取补偿措施，保证仪器仪表的准确性。
措施5：模拟抗干扰设计。
对模拟信号进行抗干扰设计，采用差分传输、辐射抑制等技术，减少模拟信号的干扰。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表是现代工业自动化、电力、通信、医疗、军工等领域必不可少的设备。
在实际应用中，仪器仪表的可靠性和抗干扰能力是评价其性能的重要指标。
本文将分析仪器仪表可靠性的原因和常见故障，探讨抗干扰设计的方法。
1. 设备结构复杂仪器仪表通常由多个部件和组件构成，因此在设计和制造过程中可能有一些结构上的缺陷，以及材料和工作磨损等问题，导致设备运行不稳定或出现故障。
2. 环境因素影响温度、湿度、气压、震动等环境因素都会对仪器仪表的性能和寿命产生影响。
如果设备在恶劣的环境中使用，可能会导致设备失效或出现故障。
3. 维护保养不到位仪器仪表的保养和维修工作极为重要。
设备需要定期检查、清洗和维修，以确保其正常运行和延长使用寿命。
如果没有做好保养和维修工作，会导致设备故障率和失效率的上升。
4. 设备老化随着使用时间的增加，仪器仪表的内部电子元件和机械部件会逐渐老化，从而导致设备运行不稳定或出现故障。
1. 电路设计在电路设计方面，可以采取以下策略来提高仪器仪表的抗干扰能力：（1）采用屏蔽技术使用屏蔽技术可以有效地减少外界电磁干扰对信号的影响。
例如，在设计模拟电路时，可以采用电源绕线技术来避免电源线对信号干扰；在布线时，可以采用星型结构布线来减少互相影响。
（2）选择合适的滤波器在设计数字电路时，可以采用滤波器来抑制高频噪声。
不同类型的滤波器具有不同的特性，可根据具体的应用场合进行选择。
2. 机械设计（1）结构设计设备的结构设计应符合工程要求，并具有稳定性和可靠性。
例如，使用壳体材料的厚度和结构设计，可以有效地减少设备受机械振动的影响。
（2）隔离设计通过隔离设计，可以防止外部振动和电磁干扰对设备造成损害。
设备应采用适当的隔离材料和隔离结构，以降低对设备的影响。
综上所述，仪器仪表的可靠性和抗干扰能力是评价其性能的重要指标。
在设计和使用中，应考虑各种因素的影响，并采取相应的措施进行加强和提高。
仪器仪表的可靠性和抗干扰设计不仅关系到设备的正常运行，同时也关系到生产效率和设备的使用寿命。
第八章 智能仪器的自检功能和抗干扰技术
印刷电路板尺寸与器件布置 印刷电路板尺寸要适中： 过大时，印刷线条长，阻抗增加，不仅抗干扰能力下 降，而且成本提高； 过小，则散热不好，且易受邻近线条干扰； 器件布置的原则： 相关器件应尽量放得靠近些。例如晶振和CPU的时钟 信号输入端应相互靠近些； 远离易产生噪声的器件。例如信号线与其他器件应尽 量远离晶振； 逻辑电路应远离大电流噪声电路。例如控制电路与驱 动电路应分板制作。
第八章 智能仪器的自检功能 和抗干扰技术
抗干扰设计
智能仪器的一个主要应用领域是工业生产过程。工 业生产的工作环境往往比较恶劣，干扰严重，这些干 扰轻微时会造成测量的和控制的误差，严重时会损坏 电子系统的器件和程序，导致系统不能运行。因此， 抗干扰设计是智能仪器研制中一个不可忽视的重要内 容。 一、干扰产生的原因 产生干扰的原因有3种：电耦合、磁耦合和公共阻 抗耦合； 由于电子系统之间以及电子系统内部元件之间、导 线之间、元件与导线之间都存在着分布电容、互感及 公共阻抗，因此各种干扰信号很容易通过电容形成电 耦合，通过互感形成磁耦合，通过公共阻抗形成公共 阻抗耦合。
VA0=(iA+iB)Z1 VB0= (iA+iB)Z1+iBZ2
二、干扰窜入系统的渠道
干扰信号窜入电子系统的主要渠道有三条：通过 电磁辐射窜入系统的空间干扰（场干扰），通过 与主机相连的前向通道、后向通道和相互通道窜 入系统的过程通道干扰和通过电源和地线窜入系 统的供电系统干扰。 空间干扰
空间干扰主要指电磁场在线路、导体、壳体上的辐射而 引起的噪声吸收与调制； 干扰来自于系统的内部和外部，系统本身既可能接受外 来干扰也可能对外产生空间干扰； 干扰在强度上远小于过程通道干扰和供电系统干扰，可 用良好的屏蔽、正确的接地和布局设计加以解决。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计是指在设计和生产仪器仪表的过程中，通过分析
仪器仪表的可靠性，并采取一系列措施来提高其抗干扰性能，确保仪器仪表在各种复杂环
境下能正常工作。
可靠性分析是指对仪器仪表的各个组成部分进行分析和测试，找出可能存在的故障点，并进行定性和定量的评价。
在可靠性分析中，可以采用故障模式与影响分析（FMEA）和故
障树分析（FTA）等方法，通过对系统的故障模式和故障树的分析，确定系统的可靠性和关键故障点，进而采取相应的措施来提高系统的可靠性。
抗干扰设计是指在设计和生产过程中，采用一系列措施来降低外界干扰对仪器仪表的
影响。
外界干扰包括电磁辐射、电磁感应、电磁传导等。
对于电磁辐射干扰，可以采取屏
蔽和隔离措施，如增加金属屏蔽罩、采用合适的信号线路布局等。
对于电磁感应干扰，可
以采用差分信号传输、增加抗干扰滤波器等措施。
对于电磁传导干扰，可以采用合适的接
地措施、增加滤波电容等。
除了可靠性分析和抗干扰设计外，还可以采取其他一些措施来提高仪器仪表的可靠性
和抗干扰性能。
选择优质的元器件和材料，进行严格的质量控制，以保证产品的质量稳定性；设计合理的电路结构和信号处理算法，以增强仪器仪表的抗干扰能力；进行严格的环
境适应性测试和可靠性测试，以确保产品在各种环境下能正常工作；建立完善的维修和保
养制度，及时处理故障和维护设备。
第8章智能仪器的故障自诊断及抗干扰技术
干扰串入仪器的渠道： 1、空间电磁场。通过电磁波辐射串入仪器，如雷电、无线电波 等。 2、传输通道。各种干扰通过仪器的输入输出通道串入，特别是 长传输线受到的干扰更严重。
3、配电系统。如来自市电的工频干扰，它可以通过电源变压器 分布电容和各种电磁路径对测试系统产生影响。各种开关、可 控硅的启闭，元器件的机械振动等都会对测试过程引起不同程 度的干扰。
8.3 抑制干扰的硬件措施
一、抑制电磁干扰的基本方法 o 消除或抑制噪声源
o
o
破坏干扰的耦合通道
消除接收电路对干扰的敏感性
8.3.1 空间辐射的干扰抑制
在任何情况下，仪器系统对电磁辐射干扰比较敏感，电磁干扰
使系统的噪声增大，使得系统产生误动作，严重的可能会使系
统瘫痪。辐射干扰来自于仪器系统的内部和外部。内部干扰是
★电磁屏蔽
电磁干扰(Electromagnetic Interference)能量通过传导性耦
合和辐射性耦合来进行传输。为满足电磁兼容性要求，对传导
性耦合需采用滤波技术，即采用滤波器件加以抑制；对雷达、 电台等高频电磁场辐射干扰则需采用屏蔽技术加以抑制。 电磁屏蔽的原理是由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来 屏蔽辐射干扰源的远区场，即同时屏蔽场源所产生的电场和磁 场分量。由于随着频率的增高，波长变得与屏蔽体上孔缝的尺 寸相当，从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽最关键的控 制要素。
U 负载 突变时 的 电压 波形 0
t
图8-1 负载切换引起的电网电压畸变示意图
◆
公共阻抗耦合方式
在智能仪器中 , 电路各部分之间经常是共用电源和地线 的。这样 , 电源和地线的阻抗就成了各部分之间的公共 阻抗。当某部分的电流经过公共阻抗时 , 阻抗的压降就 成了其他部分的干扰信号。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表是现代工业中不可缺少的设备之一，在各种工业环境中被广泛应用。
仪器仪表的可靠性和精度对于工业生产过程的控制和安全具有重要意义，因此在仪器仪表的设计中必须考虑到可靠性和抗干扰性。
可靠性分析可靠性是指仪器仪表在规定条件下能够按照要求进行工作的概率，它是仪器仪表设计中最基本的要求之一。
因此，在仪器仪表设计中必须考虑各种故障和失效的原因，采取相应的措施来防止或减小故障和失效的可能性。
在可靠性分析中，首先需要进行故障模式和效应分析（FMEA），即对仪器仪表各个部件进行分析，找出可能的故障模式和效应，以便采取措施来减少故障的发生概率。
其次，需要对故障率进行计算，并采取措施来提高设备的可靠性。
最后，需要进行可靠性试验和验证，以确保设备的可靠性符合要求。
抗干扰设计在工业生产环境中，仪器仪表可能会受到来自外部环境的各种干扰，例如电磁辐射、电磁干扰、电压波动等。
这些干扰可能会引起仪器仪表发生误动作、误测、误报等故障，因此在仪器仪表设计中必须考虑抗干扰性，采取相应的措施来减小外界干扰的影响。
在抗干扰设计中，首先需要进行干扰源分析，找出可能产生的干扰源和干扰的类型。
其次，需要根据干扰源的特点，采取相应的抗干扰措施，例如采用屏蔽措施、滤波器、隔离电源等。
最后，需要进行抗干扰试验和验证，以确保设备在外界干扰下能够正常工作。
总结可靠性和抗干扰性是仪器仪表设计中非常重要的两个方面，直接关系到设备的工作性能和使用寿命。
在进行设备设计时，应该充分考虑这两个方面，并采取相应的措施来提高设备的可靠性和抗干扰性。
同时，还应该注意设备的维护和保养，及时发现和排除故障，以确保设备的正常工作。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计一、引言仪器仪表作为科学研究和工程实践过程中必不可少的工具，其可靠性是其核心和重要属性之一。
仪器仪表的可靠性直接关系到实验和测量结果的准确性和可信度，因此对仪器仪表的可靠性分析和抗干扰设计具有重要意义。
1. 可靠性评估指标在对仪器仪表的可靠性进行分析之前，首先需要确定可靠性评估指标。
常用的指标有：失效率、寿命和可用率等。
失效率是指单位时间内仪器仪表发生失效的概率，通常以每小时、每千小时或每百万小时的失效概率表示。
寿命是指仪器仪表在正常条件下能够正常运行的总时间。
寿命可以分为平均寿命和可靠寿命两种。
平均寿命是指大量同类型仪器仪表的平均工作寿命，而可靠寿命是指仪器仪表在规定条件下能够正常工作的时间。
可用率是指仪器仪表在一定时间内能够正常工作的时间与总时间之比。
可用率也可以通过失效率和可靠寿命计算得到。
2. 可靠性分析方法可靠性分析方法有很多种，常用的方法包括故障树分析（FTA）、失效模式与影响分析（FMEA）和可靠性块图法（RBD）等。
故障树分析（FTA）是一种通过对系统故障进行逻辑分析的方法，可以确定系统失效的各种可能性和概率。
FTA可以帮助分析仪器仪表失效的原因，为后续的优化设计和改进提供依据。
可靠性块图法（RBD）是一种通过计算系统可靠性的方法，可以用于分析系统的可靠性和可用性。
RBD可以帮助分析仪器仪表在不同工作状态下的可靠性，并确定影响其可靠性的关键部件和环节。
仪器仪表通常会受到电磁干扰、机械振动、温度变化等环境因素的影响，为了保证仪器仪表的正常工作和准确测量，需要进行抗干扰设计。
1. 电磁屏蔽设计电磁干扰是仪器仪表通常会遇到的干扰源之一，为了抵御电磁干扰的影响，可以采取以下措施：（1）使用屏蔽材料，如钢板、铜箔等，对仪器仪表进行电磁屏蔽。
（2）合理布局和接地，避免电磁波在仪器仪表内部的传播和干扰。
（3）采用抗电磁干扰的元器件和线缆，如抗干扰电容、抗干扰电阻和抗干扰导线等。
机电一体化技术基础课件：可靠性和抗干扰技术
可靠性和抗干扰技术
整改方案： 将地线与接地桩的连接改为汇流排连接； 将40 kA避雷器的地线改为25 mm以上地线； 将ONU和SDH的地线用25 mm以上的短线先连到配
线架，再通过45 mm以上的地线连接到接地桩。经长时间 的运转后情况正常。
这是一起典型的因接地技术干扰引起的机电系统可 靠性故障。
可靠性和抗干扰技术 (3) 继电器隔离。
利用继电器线圈和触点实现强电和弱电的隔离(如图614所示)。
继电器隔离只适合于开关量信号的传输。
可靠性和抗干扰技术
3) 滤波 滤波：只让所需要的频率成分通过，而将干扰频率成分加
以抑制。 常用滤波器根据其频率特性又可分为低通、高通、带通、
带阻滤波器。
①低通滤波器：只让低频成分通过，而高于截止频率的成分则受到抑制、 衰减，不让通过。
40 kA避雷器的泄放地线只有4 mm (如图6-2所示的细线截面积)
可靠性和抗干扰技术
(3) 接地网络不符合均压等电位原则
配线架、ONU(光节点)、SDH (同步数字光端机)三台设备各自分别 接地。由于三根地线长短粗细和泄放电流大小不一，当用户线上的雷击 电流进入配线架时，配线架保安单元泄放电流，地线AD上会产生数千伏 的浪涌电压，而B点、C点和D点的电位仍然为零伏。AD线上的数千伏电 压，导致用户板损坏，这就是地电位反弹。
上述案例告诉我们，产品设备首先必须稳定、可 靠地工作。可靠性( Reliability)是系统和产品的主要属 性之一。
可靠性和抗干扰技术
6.1 认识可靠性
1. 什么是可靠性 1）定义 可靠性：指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定的功
能的能力。
2）可靠性定义三要素（三个“规定”） （1）规定条件
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计是现代工程领域中非常重要的一个环节。
它关注着仪器仪表在实际工作中的稳定性、精确性以及抗干扰能力。
以下是对这一问题的详细分析：可靠性分析是对仪器仪表在特定条件下工作过程中出现故障的可能性进行评估。
一般来说，可靠性分析可以通过以下的步骤来进行：2. 可靠性需求分析：根据系统要求和实际工作条件，确定仪器仪表的可靠性需求。
这些需求通常包括故障率、平均无故障时间、可用性等指标。
3. 可靠性评估：通过数学方法、实验测试或模拟仿真等手段，对仪器仪表的可靠性进行评估。
评估的依据通常是故障模式、失效数据和系统工作条件等。
4. 可靠性改进：根据评估结果，采取相应的措施来提高仪器仪表的可靠性。
这些措施可能包括优化设计、改进制造工艺、加强故障预测和维护等。
抗干扰设计是指对仪器仪表进行设计和优化，以减少外部干扰对其工作的影响。
由于现代工作环境中存在各种干扰源，如电磁干扰、震动干扰等，抗干扰设计成为保证仪器仪表工作稳定性和准确性的重要手段。
以下是一些常用的抗干扰设计方法：1. 电磁屏蔽设计：通过在仪器仪表周围设置屏蔽罩、屏蔽室等结构，减少电磁干扰对仪器仪表的影响。
还可以采用合适的线路布局和接地方法来提高系统的抗干扰能力。
2. 信号调理设计：通过引入滤波器、放大器等信号调理模块，对测量信号进行滤波、放大和增强，以提高信号的抗干扰能力。
还可以采用差分输入结构、抗击穿设计等方法来提高系统的抗干扰性能。
3. 故障检测和容错设计：通过引入故障检测模块和容错机制，可以及时发现故障并采取相应的措施，以保证仪器仪表在故障状态下仍能正常工作。
4. 抗振设计：通过合理的机械结构设计、减振材料的使用等方法，减少震动干扰对仪器仪表的影响，提高系统的稳定性和准确性。
仪器仪表的可靠性分析和抗干扰设计都是确保仪器仪表工作稳定性和准确性的重要环节。
通过合理的分析和设计，可以提高仪器仪表在各种复杂环境下的工作性能，确保其在实际工作中的可靠性和抗干扰能力。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计一、引言仪器仪表是工业生产、科学研究、生活中广泛应用的重要设备。
仪器仪表的可靠性和抗干扰能力是其正常运行和准确测量的关键因素。
本文将从可靠性分析和抗干扰设计两个方面探讨仪器仪表的相关问题。
二、可靠性分析可靠性是指仪器仪表在规定的时间和工作环境下能够正常工作的概率。
可靠性分析的目的是对仪器仪表的失效概率进行评估，以确定其可靠性水平，并为其改进提供依据。
1. 失效模式与失效机理分析失效模式指的是仪器仪表在使用过程中可能出现的各种失效形式，如电路断路、元件老化等；失效机理则是导致这些失效模式发生的原因，如电压过高导致元件烧毁等。
对失效模式和失效机理进行分析，有助于预测和预防仪器仪表的故障。
2. 可靠性参数评估可靠性参数是评估仪器仪表可靠性的重要指标，常用的参数有可靠度、失效率等。
可靠度是指仪器仪表在规定时间内能够正常工作的概率，可通过实验数据或模型推导进行计算。
失效率是指仪器仪表在单位时间内失效的概率，是可靠性参数的衍生指标。
3. 可靠性增长与维修策略可靠性增长是指通过采取一定的维修措施提高仪器仪表的可靠性水平。
常用的可靠性增长措施有备份冗余、维修和更换等。
合理的维修策略可以提高仪器仪表的可靠性，延长其使用寿命。
三、抗干扰设计仪器仪表的正常工作受到各种干扰因素的影响，如电磁干扰、温度变化等。
抗干扰设计是通过采取一系列技术措施减小干扰对仪器仪表性能的影响，确保其准确测量。
1. 环境干扰控制环境干扰是指周围环境中的噪声、震动等干扰因素对仪器仪表的影响。
通过对工作环境进行控制，如降噪、隔震等，可以减小环境干扰对仪器仪表的影响。
2. 信号干扰控制信号干扰是指外部信号对测量信号的影响，如电磁干扰。
采取屏蔽、滤波等技术手段可以减小信号干扰对仪器仪表的影响，提高其抗干扰能力。
3. 系统可靠性设计系统可靠性设计是通过合理的电路设计、元件选取等手段提高仪器仪表的可靠性。
采用冗余设计、故障自诊断等技术手段可以提高仪器仪表的可靠性和稳定性。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计是指通过对仪器仪表的结构、功能、性能以及受到的各种干扰因素进行分析和评估，从而保证仪器仪表在工作过程中能够稳定、可靠地运行，并且能够抵御各种干扰的影响。
仪器仪表的可靠性分析是对仪器仪表的结构和性能特点进行评估，确定其是否能够满足实际使用的要求。
在进行可靠性分析时，需要考虑到仪器仪表的可靠性指标，包括故障率、可用性、平均寿命等。
通过对仪器仪表的故障模式和失效原因进行分析，可以确定故障的发生概率和影响程度，进而可以优化仪器仪表的设计和维护策略，提高其可靠性。
仪器仪表的抗干扰设计是指在设计和制造仪器仪表时，考虑到可能存在的各种干扰因素，并采取相应的措施来抵御干扰的影响。
干扰因素可以包括电磁干扰、温度变化、振动、湿度等。
在设计过程中，可以采用屏蔽、隔离、滤波等方法来降低干扰的影响。
在选择元件和材料时，要考虑其抗干扰性能，以保证仪器仪表在复杂环境下的准确性和稳定性。
为了提高仪器仪表的可靠性和抗干扰性能，可以采取以下措施：1.采用可靠性分析方法，对仪器仪表的结构和功能进行评估，确定其可靠性指标和失效模式。
2.在设计阶段，考虑到可能的干扰因素，通过电磁屏蔽、隔离、滤波等方法，提高仪器仪表的抗干扰能力。
3.选择可靠性高的元件和材料，如采用工业级元器件和屏蔽性能好的材料，以提高仪器仪表的可靠性。
4.在制造和装配过程中，严格执行质量控制和检验标准，确保仪器仪表的稳定性和工作性能。
5.制定系统的维护方案，包括定期检查、校准和维修，及时排除潜在的故障，提高仪器仪表的可用性。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计是保证仪器仪表正常工作的重要保证。
通过对仪器仪表进行可靠性分析和抗干扰设计，可以提高仪器仪表的可靠性和稳定性，确保其在复杂环境下准确可靠地工作。
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计【摘要】本文旨在探讨仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计。
在简要介绍了仪器仪表的可靠性和抗干扰设计的重要性。
接着，正文分为可靠性分析、抗干扰设计原则、抗干扰设计技术、实例分析和评估方法五个部分。
可靠性分析部分将探讨仪器仪表的可靠性评估方法及影响因素；抗干扰设计原则将阐述在设计过程中应遵循的原则；抗干扰设计技术将介绍常用的抗干扰技术；实例分析将通过具体案例展示抗干扰设计的应用；评估方法将提供评估仪器仪表性能的方法和指标。
结论部分将强调仪器仪表可靠性与抗干扰设计的重要性，并展望未来发展趋势。
本文旨在为相关领域的研究者和工程师提供参考与指导。
【关键词】仪器仪表、可靠性、抗干扰设计、引言、正文、结论、理论、技术、实例分析、评估方法、重要性、发展趋势1. 引言1.1 仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计简介仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计是现代工程技术领域中至关重要的一环。
随着科技的不断发展，仪器仪表在各个领域中的应用越来越广泛，其可靠性和抗干扰性也成为了关注的焦点。
可靠性分析旨在确保仪器仪表在各种工作环境下的稳定性和准确性，以保障工程系统的正常运行。
抗干扰设计则是为了降低仪器仪表受到外部干扰的影响，保证其数据的可靠性和准确性。
在可靠性分析中，我们需要考虑仪器仪表的工作环境、负载条件、使用寿命等因素，通过合理的设计和测试方法来评估其可靠性水平。
而在抗干扰设计中，则需要遵循一系列原则和技术，如电磁屏蔽、接地设计、信号调理等，以确保仪器仪表在复杂的电磁环境中正常工作。
本文将着重探讨仪器仪表可靠性分析和抗干扰设计的重要性及实践方法，通过实例分析和评估方法帮助读者更加深入地了解该领域的技术要点和应用前景。
仪器仪表的可靠性和抗干扰性不仅关乎工程系统的稳定性和安全性，也直接影响到生产效率和产品质量，因此该话题具有重要的现实意义和研究价值。
2. 正文2.1 可靠性分析可靠性分析是指通过对仪器仪表的结构、材料、工艺、环境条件等方面进行全面、系统的分析，来评定仪器仪表的可靠性水平。
智能仪表与设计抗干扰和可靠性技术资料
二、可靠性保障基本技术
❖ 系统方案设计时的可靠性原则 ❖ 元器件的合理选用 ❖ 元器件的筛选 ❖ 降额设计 ❖ 其他……
① 系统方案设计时的可靠性原则
❖ 简化方案 ❖ 避免片面追求高性能指标和过多的功能 ❖ 合理划分软件、硬件功能 ❖ 尽可能用数字电路代替模拟电路 ❖ 变被动为主动
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② 元器件的合理选用
❖ 分立半导体器件的使用 ❖ 固定电阻和电位器 ❖ 电容器 ❖ 电感 ❖ 集成芯片的选择
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分立半导体器件有哪些?
分立半导体器件的使用
❖ 电压应力 ❖ 电流应力 ❖ 工作频率 ❖ 型号互换 意义：减少MTTR指标
原则：类型相同、特性相近、外形相似
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固定电阻和电位器
❖ 阻值稳定性 ❖ 工作频率 ❖ 功率负荷 ❖ 噪声
❖
热设计
❖ 容差与漂移设计
❖ 瞬态过应力的防护设计
❖ 可维护性设计
❖ 电气互联的可靠性设计
❖ 机械防振设计
❖ 气候环境防护设计
NEXT
热设计
❖ 加散热片 ❖ 合理安排元器件布局 ❖ 开通风孔 ❖ 不能单纯追求仪表体积的小型化 ❖ 尽量选择低功耗的器件
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三、智能仪表的抗干扰技术
1. 外部干扰
电网干扰 环境干扰
❖ 模拟器件（模拟滤波芯片）
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③ 元器件的筛选
❖ 元器件的失效特点 ❖ 元器件筛选的意义
元器件的失效特点
经典浴盆曲线
失效率λ(t) 初始期
使用寿命期
衰老期
经典浴盆曲线
0
新浴盆曲线
时间 ( t)
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元器件的筛选
项目 元器件筛选 印制板调试 整机调试 用户使用
第8章-智能仪器可靠性与抗干扰技术PPT课件
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（2）电磁兼容设计
电磁兼容性是指计算机系统在电磁环境中的 适应性，即能保持完成规定功能的能力。电磁兼 容性设计的目的，使系统既不受外部电磁干扰的 影响，也不对其他电子设备产生影响。
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(2) 重要指令冗余 对于程序流向起决定作用的指令（如 RET
、RETI、ACALL、LCALL、LJMP、JZ、JNZ、 JC、JNC、DJNZ等）和某些对系统工作状态 起重要作用的指令（如SETB、EA等）的后面 ，可重复写上这些指令，以确保这些指令的 正确执行。
采用冗余技术使PC纳入正确轨道的条件是 ：跑飞的PC必须指向程序运行区，并且必须 执行到冗余指令。
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（3）平均无故障工作时间又称平均寿命，是产 品寿命的平均值。
对于可修复系统，平均寿命可看作是“一个或 多个产品在它的使用寿命期内某个观察期间累积 工作时间与故障次数之比”。对于不可修复的产 品，平均寿命可看作是“当所有试验样品都观察 到寿命终了时，用所有实际值计算出算术平均值 作为样品累积试验时间，样品累积试验时间与失 效数之比为平均寿命 ”。
部件及系统级的可靠性技术是指功能部件或整个系 统在设计、制造、检验等环节所采取的可靠性措施。部 件及系统的可靠性取决于设计的精心设计。
可靠性资料表明，影响计算机可靠性因素，有40% 来自电路及系统设计。 （1）冗余技术
冗余技术也称容错技术或故障掩盖技术，通过增加 完成同一功能的并联备用单元（包括硬件单元或软件单 元）数目来提高系统可靠性的一种设计方法。
仪器仪表的可靠性及抗干扰设计
收稿日期：2018-07-12 作者简介：何涛（1976—），男，本科，技术研究院副总工，中级工程师，研究方向：仪器仪表机械设计。
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仪器仪表的可靠性及抗干扰设计
第8期
1.1 仪器仪表可靠性影响因素研究
的可靠性。
1.1.2 对仪器仪表监管不到位。仪器仪表安装调试
完成后，如果不对其进行维护保养和监管，会导致仪器仪
表在生产过程中出现故障，甚至会严重影响仪器仪表的
稳定性［8］。只有加强对仪器仪表的监管，才能有效提高
企业收益，促进企业提升生产质量。
1.1.1 操作人员的个人素质。仪器仪表的可靠性在
很大程度上是由操作人员的个人素质决定的。在施工过
程中，操作人员若对仪器仪表的性能不熟悉，容易导致仪
表损伤，特别是在仪表安装过程中，没有按照操作说明进
行 仪 器 仪 表 的 安 装 操 作 ，对 仪 器 仪 表 造 成 操 作 伤 害［7］。
只有提高操作人员的基本素质，才能有效提高仪器仪表
总 649 期第八期 2018 年 8 月
河南科技 Henan Science and Technology
工业技术
仪器仪表的可靠性及抗干扰设计
何 涛 1 陈建民 2 朱惠玉 3
（1. 河南省日立信股份有限公司，河南 郑州 450000；2. 河南鸿昌电子有限公司，河南 许昌 461500； 3. 河南省生产力促进中心，河南 郑州 450000）
中图分类号：TH702
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2018）23-0051-03
Reliability and Anti-jamming Design of Instruments and Meters
第8章 精密仪器抗干扰技术
第八章精密仪器抗干扰技术8.1概述精密测控仪器在工业生产过程中有着广泛应用，但工业现场往往弥布着各种干扰，这些干扰会在被测信号上叠加干扰信号。
通常把这种干扰信号称之为噪声。
它对整个测控系统有着严重的影响，尤其当被测信号很微弱时，往往容易被噪声所“淹没”，导致较大的误差，从而影响设备的正常工作。
为了能精确地采集数据，需要消除和抑制系统中的噪声，并提高精密仪器的抗干扰能力，才能让整个系统运转正常。
8.2电磁干扰电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference)，有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络的信号耦合（干扰）到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另一个电网络。
在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
噪声来源于噪声源，噪声源是多种多样的，噪声源主要可归纳为三类：放电噪声源、电气设备噪声源和固有噪声源。
1、放电噪声源由各种放电现象产生的噪声称为放电噪声，在放电过程中，放电噪声会向周围辐射出从低频到高频的电磁波，而且还会传播到很远的距离。
它是对电子仪表影响最严重的一种噪声干扰。
在放电现象中属于持续放电有电晕放电、辉光放电、弧光放电；属于过渡现象的有火花放电。
2、电气设备噪声源（1）工频干扰大功率输电线是典型的工频噪声源，低电平的信号线只要有一段距离与输电线相平行，就会受到明显的干扰。
即便是室内的一般交流电源线，对于输入阻抗和灵敏度很高的检测仪表来说也是很干扰源，另外，在电子装置的内部，由于工频感应也会产生交流噪声，若工频电源的电压波形失真较大，由于高次谐波分量的增多，它产生的干扰更大。
（2）射频干扰高频感应加热、高频焊接等工业电子设备以及广播机、雷达机等通过辐射或通过电源线会给附近的电子测量仪表带来干扰（3）电子开关电子开关虽然在时并不产生火花，但由于的速度极快，使电路中的电压和电流发生急剧的变化，形成冲击脉冲，从而成为噪声干扰源，在一定电路参数条件下电子的通断还会带来相应的阻尼振荡，从而构成高频干扰源，使用可控硅的电压高速电路对其它电子装置的干扰就是典型例子，这种电路在可控硅的控制下周期性地通断，形成前沿陡峭的电压和电流，并且使电源波形畸变，从而干扰由该电源系统供电的其它电子设备。