電磁干擾產(chǎn)生電壓測量誤差的分析

劉福

摘 要：對于影響電壓測量誤差的因素很多，本文主要針對電磁干擾差生的電壓測量誤差進行研究，并給出相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞：電磁干擾 電壓測量誤差 原因 措施

引言

在進行交流電壓和直流電壓的測量中，必須保證數(shù)據(jù)的真實可靠，才能保證傳感器等精密儀器的正常運行，對于測量數(shù)據(jù)的可靠性影響因素很多，不僅包括儀器的性能，還包括測量者的不正確使用，在測量儀器或被測電路外圍的電磁干擾也會對測量數(shù)據(jù)造成影響，所以，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性應(yīng)該對電磁干擾產(chǎn)生誤差的原因進行分析，找出降低干擾的方法，進而提高測量數(shù)據(jù)的精確度。

一、對于電磁干擾的分析

（一）發(fā)生電磁干擾的主要干擾源

1.靜電感應(yīng)的發(fā)生，在進行電壓測量時，當(dāng)兩個閉合回路或者元件之間存在著一定的寄生電容時，就會使得兩支電路在進行電壓測量時，其中一條支路上的電荷會通過寄生電容進行電流的傳播，在另一支電路上發(fā)生靜電感應(yīng)，使得整個電壓測量時出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象。2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，這種情況通常是指在兩個電路之間有互感存在，在這一前提下，其中一個支路上的電流會通過磁場耦合到另一個電路上，這種情況造成的電壓測量誤差并非實際的數(shù)值的增加，而是一種耦合現(xiàn)象，通常發(fā)生在變壓器或者線圈的漏磁、通電平行導(dǎo)線等情況下。3.漏電感應(yīng)主要是由于電子線路內(nèi)部的元件支架等內(nèi)部線路的質(zhì)量問題，尤其是絕緣質(zhì)量減弱，使得絕緣電阻下降，發(fā)生漏電現(xiàn)象，使得電流增加，在進行測量時出現(xiàn)誤差。4.射頻干擾也是影響電壓測量的一個重要因素，這種情況一般出現(xiàn)在大型動力設(shè)備的測量上，這種情況在電壓測量中出現(xiàn)的頻率不太高。

（二）電磁干擾的種類分析

電磁干擾的種類可以分為四個方面，首先為常模干擾，這種干擾是指干擾信號在兩條支路上的流入情況是一致的，主要存在于周圍磁場情況較強的交變磁場，一般來說，主要是對儀器的干擾，受磁場干擾發(fā)生交流電動勢，使得在電壓測量時出現(xiàn)誤差，這種情況造成的干擾是較難排除的。第二種干擾類型為共模干擾，這種情況是指在兩條電路上的流過部分并不完全，只存在一部分，以地面作為公共回路，信號電流在流動時只在往返電路中流過，分為三種類型，有設(shè)備對地的漏電，地電位差，以及線路本身對地干擾，一般來說，共模干擾較易抑制，但是受電路穩(wěn)定性的影響，一旦共模干擾轉(zhuǎn)換為常模干擾，就會較難去除。還有一種干擾為長時干擾，這種干擾是長期存在的，干擾的時間長且發(fā)生的變化不穩(wěn)定，一般來說，這種干擾造成的電壓誤差是不容易測量出來的。還有可能存在意外的瞬時干擾，這種情況一般發(fā)生在電氣設(shè)備的操作上。干擾造成的現(xiàn)象表現(xiàn)為信號為零，數(shù)字顯示表數(shù)值亂跳，傳感器工作時，輸出值與實際值之間的信號不吻合，誤差發(fā)生也不規(guī)則，往往是變化的、隨機的。

二、進行抗干擾的措施的建議

（一）關(guān)于尖峰干擾的抑制

主要是將頻譜均衡原理的抗干擾設(shè)計輸入到交流電源中，主要原理是將尖峰端的電流分配到不同頻段上，減小測量誤差。還可以選擇超級隔離變壓器作為交流電源的輸入，主要利用的是磁鐵共振原理。還可以進行壓敏電阻的并聯(lián)，減小電阻值從而降低電壓，減小誤差值。還可以通過軟件設(shè)計降低尖峰干擾，采用編程進行時間濾波，用程序控制可控硅導(dǎo)的導(dǎo)通電壓，從而降低電壓誤差。

（二）抑制干擾源產(chǎn)生的電磁干擾

對于電磁源的抑制，主要通過濾波來使得電路中的靜電降到最低，減小靜電感應(yīng)發(fā)生的頻率，使得電路中流過的電壓更為穩(wěn)定，還可以采取屏蔽措施，將電路中產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)進行屏蔽，使得電壓測量更為精準(zhǔn)。還可以通過接地的方式，將電路中的多余電流引入到地面，減少電路中包含的電流，降低電壓測量誤差。

（三）切斷干擾的傳播途徑

對于干擾源的傳播主要在于對周圍磁場的改變，應(yīng)該盡可能減低周圍磁場的強度，使得電磁干擾的傳播介質(zhì)減弱，傳播途徑受到限制，就會使得整個電壓測量工作開展得更為順利，誤差也會減小。傳播途徑還包括電路內(nèi)部的傳播，應(yīng)該將電路質(zhì)量進行改善，保證干擾的傳播盡可能的減小。

（四）增強敏感設(shè)備的抗干擾能力

對于電磁較敏感的設(shè)備來說，其電壓變化受磁場影響很大，所以，應(yīng)該降低設(shè)備對干擾的敏感度，使得設(shè)備在抗干擾上強度更高，在周圍磁場環(huán)境較為嚴(yán)重的情況下，這種設(shè)備的反應(yīng)會很小，在進行電壓測量時，數(shù)值誤差就會很小。

三、總結(jié)

對于電磁干擾造成的電壓測量誤差也有多種情況，對于不同電磁干擾產(chǎn)生的誤差測量進行了原因分析，也提供了一些提高準(zhǔn)確度的辦法，在進行電磁干擾消除的工作時，應(yīng)該對不同的干擾類型進行把握，針對性的采取措施，對于常模干擾和共模干擾造成的測量誤差是較難消除的，只能盡可能的降低誤差。

參考文獻

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