儀器儀表的可靠性分析及抗干擾設計

聶俊青，宿振宇，寧耀輝，王心怡，許盈盈，趙榮華

（河南鑫安利安全科技股份有限公司，鄭州 450001）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟及科技的飛速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中儀器儀表的使用率也在逐年上升。因儀器儀表在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，其可靠性與抗干擾性直接影響工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量及效率等?；诖朔N情況，加強其儀器儀表的可靠性及抗干擾性設計研究，做到合理有效地提升儀器儀表可靠性及抗干擾性的功能，可以提高工業(yè)生產(chǎn)的效率及質(zhì)量，提升工業(yè)生產(chǎn)的水平。因而，我國工業(yè)生產(chǎn)中對于儀器儀表的可靠性及抗干擾性的普遍要求都是比較高的，并且選擇儀器儀表的主要前提就是該儀器儀表的可靠性。

2 儀器儀表概述

在工業(yè)生產(chǎn)中儀器儀表的功能及水平的優(yōu)劣，直接影響著整個工業(yè)生產(chǎn)的效率及質(zhì)量。因而，在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中所采用儀器儀表的可靠性，必須要達到相關的規(guī)定。一方面，儀器儀表是由元件及線路組成的，并在其達到一定的可靠性后，可以有效提升整體的生產(chǎn)效率，同時還可以確保其生產(chǎn)效率得以達到一定的標準。而儀器儀表的可靠性是工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)選擇的重要標準，不相同的儀器儀表都具有可靠性的特點，而儀器儀表的可靠性能越高，該儀器儀表的整體功能就越強。另一方面，隨著我國相關技術及生產(chǎn)效率的提升，針對儀器儀表的應用條件也越發(fā)嚴苛。因而也使得整個儀器儀表的可靠性向更優(yōu)化提升，也使得其可以更廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的多種功能，滿足工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的要求。同時，儀器儀表的可靠性能已經(jīng)是目前評價的重要標準和要求。因而，強化儀器儀表的可靠性能可以重點體現(xiàn)設計的價值，也有效提升其在工業(yè)生產(chǎn)中的應用水平。

3 影響儀器儀表可靠性的因素

3.1 工作人員的綜合素養(yǎng)有待提升

多數(shù)儀器儀表設備都是由工作人員操作而進行作業(yè)，因此，工作人員的綜合能力優(yōu)劣直接導致了其儀器儀表可靠性能的優(yōu)劣。但是在實際施工中，由于部分工作人員的專業(yè)素養(yǎng)及工作經(jīng)驗不足，對于其負責的儀器儀表性能不熟悉，并在安裝的過程中，不能嚴格細致地按照說明書上的要求進行操作安裝，因而使得儀器儀表受到損傷，加之部分工作人員的崗位職責感不強，認為只要進行安裝就可以，不能針對其特點進行深入研究，使得設備不能發(fā)揮出本身最大的優(yōu)點。

3.2 針對儀器儀表的監(jiān)管不足

在儀器儀表的安裝以調(diào)試結(jié)束后，部分工作人員的認為自身的任務已經(jīng)結(jié)束。對于后期做不到維護及檢查，而此種情況就會使得儀器儀表的使用周期大大縮短，并且還可能導致其在生產(chǎn)使用中出現(xiàn)故障，更甚還可能導致儀器儀表的穩(wěn)定性受損，從而給生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴重影響?；诖朔N情況，就應該加強對儀器儀表的監(jiān)管及維護，提升工作人員對其重要性的認知，才得以更好地保證儀器儀表可靠性的使用，從而提升整個生產(chǎn)的效率。

4 針對儀器儀表抗干擾源的分析

4.1 儀器儀表抗干擾的概述

在儀器儀表抗干擾的設計中，需要分析干擾源的分布情況。但由于其應用的外界條件比較復雜，因為其在實際的運行中，不僅會受到信號的干擾，還會受到外界電流的干擾，但此種的干擾來源往往是非常廣泛的。基于此種情況，想要合理有效地保證儀器儀表的正常使用，就需要相關的工作人員在設計的初期采取相關的措施排除干擾因素，以有效地保證儀器儀表的正常運行[1]。

4.2 儀器儀表干擾的來源

在儀器儀表系統(tǒng)內(nèi)干擾的來源主要有內(nèi)部的開關機及變壓器，外部用電設備及電力設備。并且都會對儀器儀表的運行產(chǎn)生重要影響。干擾引入的方式具體分為靜電感應及電磁感應，還有震動環(huán)境與脈沖電壓的引入。其中，電磁感應主要指的是儀器儀表在與信號源連接時而產(chǎn)生的磁場干擾；靜電感應主要指的是兩個電場之間產(chǎn)生的相互作用；震動則指的是導線內(nèi)部運動形成的感應電動勢；脈沖電壓則主要作用于模擬電路的外部模式。而此類干擾源都是與信號發(fā)生串聯(lián)而產(chǎn)生。因此，此種干擾都屬于串聯(lián)干擾。

5 儀器儀表可靠性的設計分析

5.1 可靠性設計

在針對儀器儀表的可靠性設計過程中，相關的技術設計人員必須強化儀器儀表可靠性系統(tǒng)的準確性，提升質(zhì)量標準，簡化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。并在儀器儀表元件滿足使用功能的情況下，有效合理地優(yōu)化其運行系統(tǒng)，同時增加儀器儀表的系統(tǒng)的應用價值。并且企業(yè)還要針對內(nèi)部員工，進行綜合的培訓，使得內(nèi)部員工可以充分地理解并認識到儀器儀表可靠性的重要性，有效地保證及提升工作的效率與質(zhì)量。而對于儀器儀表元件的設計工作人員來講，必須要全面考慮及了解儀器儀表的使用情況，做到元件設計的誤差保證在規(guī)定的范圍內(nèi)，避免儀器儀表在元件選擇問題上出現(xiàn)誤差，出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息不準確的情況，從而有效提升系統(tǒng)運行的可靠性。

5.2 提升儀器儀表可靠性的策略

提升儀器儀表系統(tǒng)可靠性對系統(tǒng)質(zhì)量提升具有重要意義。一方面，為提高效率進行結(jié)構(gòu)簡化，同時還需要積極合理地采用科技時代下相對成熟的工藝技術及科學的設計技術，從而有效地強化儀器儀表設計的規(guī)范化及科學化；另一方面，儀器儀表元件的設計工作人員，想要合理地保證該儀器儀表能夠達到較高的可靠性，就應該先從最壞的情況下，針對相關的電路及元件進行設計。并在此種情況下，進行綜合性的考慮比較，在得出最不合理的結(jié)果后，在選擇元件時從最不合理的數(shù)值進行考慮，從而使得該元件可以應對最差的情況，進而降低儀器儀表故障的發(fā)生，最大化地保證系統(tǒng)的控制功能。

6 儀器儀表的抗干擾設計措施

6.1 抗干擾的設計措施

基于對儀器儀表造成干擾的因素較多，且來源也比較廣泛復雜。因而，相關的設計工作人員需要全面分析及研討其干擾因素，并制定及落實相關的措施方案，做到合理有效地增強其抗干擾能力，保證系統(tǒng)得以正常運行。首先，相關的設計人員可以將涉及的扭絞信號線全部扭到一起，從而保證信號回路的面積縮減，使其可以提升儀器儀表與干擾因素間的抗拒力。并且可以有效加長各類系統(tǒng)之間的距離，從而使得導線可以更合理地分布在系統(tǒng)中，增強其抗干擾能力。另外，工作人員還可以減少該儀器儀表周圍的靜電與電磁，使其可以不再受到電磁或靜電的危險，從而使其可以更好地提升工作效率。

6.2 抗干擾設計的措施深化

由于干擾主要的因素就是串聯(lián)干擾。因而，相關的工作人員就需要深化開展串聯(lián)干擾屏蔽的工作。與此同時，相關的設計工作人員可以有效地利用金屑網(wǎng)，對該儀器儀表進行包裹處理。同時在包裹處理之后，相關的工作人員還需要在外部進行設計安裝絕緣裝置，使其可以保證達到電場耦合隔斷的功能。而在對串聯(lián)的屏蔽設計還應該確保屏蔽接地，做到有效屏蔽的實際應用，充分合理地發(fā)揮其功能作用，得以最大化地保證預期的設計效果，使得整個儀器儀表系統(tǒng)得以有效運行。

7 結(jié)語

綜上所述，隨著時代的發(fā)展，儀器儀表的應用范圍與技術也在廣泛發(fā)展。同時其使用的條件與環(huán)境也越來越嚴苛?；诖?，只有不斷找出儀器儀表干擾的因素并加以解決，有效提升儀器儀表的可靠性能，優(yōu)化其體系，才能保證儀器儀表系統(tǒng)的正常運行，進而提升工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。