儀器儀表的可靠性分析及抗干擾設(shè)計

聶俊青 宿振宇 寧耀輝 王心怡 許盈盈 趙榮華

【摘 要】儀器儀表在工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的應(yīng)用。儀器儀表的可靠性及抗干擾性嚴(yán)重影響著工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量等，所以儀器儀表的相關(guān)工作人員在設(shè)計的過程中一定要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致地分析該儀器儀表的可靠性及抗干擾性。論文就工業(yè)生產(chǎn)的儀器儀表進(jìn)行了分析探討，希望可以為儀器儀表的設(shè)計提出有價值的參考意見。

【Abstract】 Instrument has a very important application in industrial production. The reliability and anti-interference of instruments seriously affect the quality of industrial production， so the relevant staff of instruments must carefully analyze the reliability and anti-interference of the instruments in the process of design. The paper analyzes and discusses the instruments produced in industry， hoping to provide some valuable reference for the design of instruments.

【關(guān)鍵詞】儀器儀表;可靠性;抗干擾性

【Keywords】 instrumentation; reliability; anti-interference

【中圖分類號】TQ420.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）05-0152-02

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)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(qiáng)其儀器儀表的可靠性及抗干擾性設(shè)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(dá)到相關(guān)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(dá)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(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)，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(qiáng)。另一方面，隨著我國相關(guān)技術(shù)及生產(chǎn)效率的提升，針對儀器儀表的應(yīng)用條件也越發(fā)嚴(yán)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)和要求。因而，強(qiáng)化儀器儀表的可靠性能可以重點體現(xiàn)設(shè)計的價值，也有效提升其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)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(shè)備都是由工作人員操作而進(jìn)行作業(yè)，因此，工作人員的綜合能力優(yōu)劣直接導(dǎo)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(fù)責(zé)的儀器儀表性能不熟悉，并在安裝的過程中，不能嚴(yán)格細(xì)致地按照說明書上的要求進(jìn)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(zé)感不強(qiáng)，認(rèn)為只要進(jìn)行安裝就可以，不能針對其特點進(jìn)行深入研究，使得設(shè)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(rèn)為自身的任務(wù)已經(jīng)結(jié)束。對于后期做不到維護(hù)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(dǎo)致其在生產(chǎn)使用中出現(xiàn)故障，更甚還可能導(dǎo)致儀器儀表的穩(wěn)定性受損，從而給生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響?；诖朔N情況，就應(yīng)該加強(qiáng)對儀器儀表的監(jiān)管及維護(hù)，提升工作人員對其重要性的認(rèn)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(shè)計中，需要分析干擾源的分布情況。但由于其應(yīng)用的外界條件比較復(fù)雜，因為其在實際的運(yùn)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(guān)的工作人員在設(shè)計的初期采取相關(guān)的措施排除干擾因素，以有效地保證儀器儀表的正常運(yùn)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(guān)機(jī)及變壓器，外部用電設(shè)備及電力設(shè)備。并且都會對儀器儀表的運(yùn)行產(chǎn)生重要影響。干擾引入的方式具體分為靜電感應(yīng)及電磁感應(yīng)，還有震動環(huán)境與脈沖電壓的引入。其中，電磁感應(yīng)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(yīng)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(dǎo)線內(nèi)部運(yùn)動形成的感應(yīng)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(shè)計分析

5.1 可靠性設(shè)計

在針對儀器儀表的可靠性設(shè)計過程中，相關(guān)的技術(shù)設(shè)計人員必須強(qiáng)化儀器儀表可靠性系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，提升質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，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(yùn)行系統(tǒng)，同時增加儀器儀表的系統(tǒng)的應(yīng)用價值。并且企業(yè)還要針對內(nèi)部員工，進(jìn)行綜合的培訓(xùn)，使得內(nèi)部員工可以充分地理解并認(rèn)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(shè)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(shè)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(zhǔn)確的情況，從而有效提升系統(tǒng)運(yùn)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(jìn)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(shù)及科學(xué)的設(shè)計技術(shù)，從而有效地強(qiáng)化儀器儀表設(shè)計的規(guī)范化及科學(xué)化;另一方面，儀器儀表元件的設(shè)計工作人員，想要合理地保證該儀器儀表能夠達(dá)到較高的可靠性，就應(yīng)該先從最壞的情況下，針對相關(guān)的電路及元件進(jìn)行設(shè)計。并在此種情況下，進(jìn)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(jìn)行考慮，從而使得該元件可以應(yīng)對最差的情況，進(jìn)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(shè)計措施

6.1 抗干擾的設(shè)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(fù)雜。因而，相關(guān)的設(shè)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(guān)的措施方案，做到合理有效地增強(qiáng)其抗干擾能力，保證系統(tǒng)得以正常運(yùn)行。首先，相關(guān)的設(shè)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(dǎo)線可以更合理地分布在系統(tǒng)中，增強(qiáng)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(shè)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(guān)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(guān)的設(shè)計工作人員可以有效地利用金屑網(wǎng)，對該儀器儀表進(jìn)行包裹處理。同時在包裹處理之后，相關(guān)的工作人員還需要在外部進(jìn)行設(shè)計安裝絕緣裝置，使其可以保證達(dá)到電場耦合隔斷的功能。而在對串聯(lián)的屏蔽設(shè)計還應(yīng)該確保屏蔽接地，做到有效屏蔽的實際應(yīng)用，充分合理地發(fā)揮其功能作用，得以最大化地保證預(yù)期的設(shè)計效果，使得整個儀器儀表系統(tǒng)得以有效運(yùn)行。

7 結(jié)語

綜上所述，隨著時代的發(fā)展，儀器儀表的應(yīng)用范圍與技術(shù)也在廣泛發(fā)展。同時其使用的條件與環(huán)境也越來越嚴(yán)苛?；诖耍挥胁粩嗾页鰞x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(yùn)行，進(jìn)而提升工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】何濤，陳建民，朱惠玉.儀器儀表的可靠性及抗干擾設(shè)計[J].河南科技，2018（23）：51-53.