溫度儀表測(cè)量過程中的干擾問題探討

海磊

（開封市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，河南 開封 475000）

在落實(shí)溫度儀表測(cè)量工作期間，要對(duì)溫度擾動(dòng)方面的各項(xiàng)問題進(jìn)行分析，進(jìn)而確定具有針對(duì)性的解決方案。對(duì)于溫度儀表而言，在處于運(yùn)行狀態(tài)期間，最終的溫度測(cè)量結(jié)果，極易受到外部因素變化的影響，進(jìn)而就會(huì)產(chǎn)生外部干擾源。一旦引入外部干擾，原本性能良好的原始儀器，也會(huì)增加測(cè)量誤差，所以最重要的一項(xiàng)工作就是要全面了解干擾源，并要準(zhǔn)確找到相應(yīng)的消除方式。本文在具體分析期間，主要闡述了溫度儀表在實(shí)際測(cè)量期間干擾信號(hào)的來源，同時(shí)也提出了能夠有效控制溫度儀表抗干擾問題的策略。

1 溫度儀表概述

1.1 概述

溫度儀表實(shí)際上就是采用模塊化結(jié)構(gòu)方案，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)勢(shì)，非常適用于多段曲線程序升溫，或是降溫控制系統(tǒng)中。對(duì)于溫度儀表而言，其實(shí)際上就是多種不同類型儀表中的一個(gè)分支，如溫度計(jì)、溫度記錄儀、溫度變送器等都包括在內(nèi)。

1.2 發(fā)展趨勢(shì)

（1）傳感器。對(duì)于智能變送器而言，實(shí)際上就是由硅制作而成的微傳感器，可以根據(jù)實(shí)際需求來放大信號(hào)、處理和控制集成到一塊硅芯片上。目前，已經(jīng)研制出了多種不同結(jié)構(gòu)的固態(tài)硅微傳感器、集成智能化變動(dòng)器。在經(jīng)過系統(tǒng)性分析后，能夠發(fā)現(xiàn)這些傳感器具有信號(hào)處理和相應(yīng)的智能功能。

（2）變送器。實(shí)際對(duì)智能變送器進(jìn)行應(yīng)用期間，經(jīng)歷了數(shù)?；旌系饺珨?shù)字的整個(gè)發(fā)展階段。如在初期階段，智能變送器發(fā)揮作用，能夠輸送模擬、數(shù)字這兩種不同類型的信號(hào)。與之相對(duì)應(yīng)的溫度變送器，具備較強(qiáng)的補(bǔ)償功能和矯正功能。比如，對(duì)于差壓變送器而言，其就具有溫度壓力補(bǔ)償功能；對(duì)于溫度變送器而言，就具有非線性矯正能力，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行通信后，就能夠遠(yuǎn)程組態(tài)變送器、調(diào)零調(diào)程量、自診斷等?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)總線具有多標(biāo)準(zhǔn)特征，也要求變送器要使用不同標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議。此后，就出現(xiàn)了多種不同標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線配套智能變送器；同時(shí)，也有多參數(shù)變動(dòng)器，其主要功能做銀行股，就是可以接受多個(gè)輸入?yún)?shù)，具有多種不同種類的智能功能。

（3）對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，執(zhí)行器發(fā)揮重要作用。對(duì)于智能執(zhí)行器而言，基本上都是以應(yīng)用和吸收微計(jì)算機(jī)控制和微機(jī)械等新型技術(shù)為主；特別是通過對(duì)“微機(jī)隨動(dòng)系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行應(yīng)用，為電動(dòng)執(zhí)行器向智能化方向發(fā)展提供了重要保障，目前我國(guó)也出現(xiàn)了多種具有創(chuàng)新性特征的智能執(zhí)行器。

2 干擾信號(hào)的影響及類別

測(cè)量裝置溫度顯示儀表，在實(shí)際應(yīng)用到溫度測(cè)量工作后，極易遇到強(qiáng)大的干擾信號(hào)，如一旦受到外部電磁場(chǎng)的干擾，就是此種狀況的具體表現(xiàn)。比如，在開展工業(yè)生產(chǎn)工作期間，就會(huì)應(yīng)用到大量的電阻爐感應(yīng)爐，其主要就是作為溫度儀表變送器所使用的熱電偶。考慮到其與會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備距離比較近，實(shí)際產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，會(huì)在多種不同路徑的作用下，產(chǎn)生相應(yīng)的干擾信號(hào)?；诖?，就要對(duì)實(shí)際狀況進(jìn)行全面分析，從而制定具有針對(duì)性的解決方案，在提升溫度儀表測(cè)量精準(zhǔn)性的同時(shí)，降低各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 干擾信號(hào)對(duì)溫度儀表造成的影響

溫度儀表在實(shí)際運(yùn)行期間，會(huì)緊緊依據(jù)信號(hào)的具體大小狀況，顯示出與之對(duì)應(yīng)的溫度值。一般狀況下，磁場(chǎng)、泄漏電流、其他因素等，都會(huì)在放大器的輸入端出現(xiàn)附加信號(hào)，對(duì)于放大器而言也會(huì)發(fā)揮放大作用。不可否認(rèn)，干擾型號(hào)會(huì)對(duì)溫度儀表造成影響，本文在進(jìn)行詳細(xì)分析期間，發(fā)現(xiàn)其具體表現(xiàn)為以下幾方面內(nèi)容：如指示錯(cuò)誤增量和不準(zhǔn)確性、靈敏度顯著降低；在指針在設(shè)定點(diǎn)附近進(jìn)行擺動(dòng)時(shí)，就會(huì)使電磁系繼電器跳起；溫度測(cè)量設(shè)備顯示儀器，在實(shí)際對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量期間，就會(huì)遇到較為強(qiáng)烈的干擾信號(hào)。不僅如此，磁場(chǎng)干擾這項(xiàng)因素，也會(huì)對(duì)溫度測(cè)量的最終結(jié)果造成影響。溫度儀表變送器使用實(shí)際產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，會(huì)在多種不同方式的作用下，對(duì)溫度計(jì)造成影響。同一控制室內(nèi)的多臺(tái)數(shù)字溫度計(jì)，同時(shí)在電磁環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)作，就會(huì)產(chǎn)生較為顯著的抗干擾效果。在對(duì)磁場(chǎng)干擾進(jìn)行分類時(shí)，基本其被分為線間干擾、地基干擾這兩種類型。

2.2 干擾信號(hào)的分類

對(duì)于溫度儀表而言，產(chǎn)生干擾問題的原因多種多樣，全面結(jié)合實(shí)際不同的引入點(diǎn)進(jìn)行分類，主要分為串聯(lián)模式干擾、工模干擾。一是串聯(lián)模式干擾，主要就是指外部干擾源、設(shè)備自身，這兩條線路作為環(huán)路產(chǎn)生的具體干擾信號(hào)。通常狀況下，串聯(lián)模式的具體干擾電壓，都會(huì)在幾毫伏到幾十毫伏的范圍內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)就會(huì)形成串聯(lián)模式干擾問題。一旦在其附近有補(bǔ)償導(dǎo)體經(jīng)過，就會(huì)受到變交磁場(chǎng)造成的影響，進(jìn)而就會(huì)在輸入回路中發(fā)生交變的問題。二是共模干擾，主要就是指儀器輸入信號(hào)，產(chǎn)生在交流信號(hào)上的具體干擾電壓，其基本上都是在幾伏到幾十伏之間。一旦處于高溫狀況，電爐中的耐火磚、熱點(diǎn)偶保護(hù)管等絕緣性能就會(huì)呈現(xiàn)出顯著下降的現(xiàn)象。

3 解決溫度儀表測(cè)量抗信號(hào)干擾問題的重要舉措

為了能夠保證溫度儀表測(cè)量結(jié)果具有精準(zhǔn)性，就要做好兩方面工作，具體包括尋求消除干擾源，或是將干擾源降低到最小限度；全面提升溫度儀表自身的坑干擾能力，保護(hù)其能夠在強(qiáng)干擾環(huán)境下高效運(yùn)作。

3.1 分清干擾現(xiàn)象本質(zhì)

在對(duì)干擾現(xiàn)象本質(zhì)進(jìn)行區(qū)分期間，最重要的一項(xiàng)工作，就是要了解任何一種類型檢測(cè)設(shè)備，并且要保證其在標(biāo)準(zhǔn)的電磁環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)作。通過全面提高溫度測(cè)量質(zhì)量的方式，保證干擾現(xiàn)象本質(zhì)區(qū)分的精準(zhǔn)性。在實(shí)際落實(shí)該項(xiàng)工作期間，對(duì)于電磁環(huán)境而言，基本上都是由大量且具有差異的干擾特性來源所產(chǎn)生的。實(shí)際上對(duì)這一過程造成影響的因素多種多樣，但是，為了能夠?qū)﹄姶鸥蓴_進(jìn)行嚴(yán)格管控，就要在精準(zhǔn)識(shí)別各種干擾現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，選取并落實(shí)具有針對(duì)性的保護(hù)措施。除此之外，為了能夠防止電磁對(duì)其造成影響，也要在實(shí)際分辨干擾現(xiàn)象本質(zhì)期間，對(duì)電磁環(huán)境進(jìn)行全面分析。

3.2 全面落實(shí)干擾源分析工作

在對(duì)干擾源進(jìn)行細(xì)致分析期間，最重要的就是要明確溫度儀表，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)的干擾復(fù)雜性，甚至還會(huì)產(chǎn)生多種不同類型的干擾。通過做好干擾來源分析工作，有助于全面提升溫度測(cè)量整體質(zhì)量。與此同時(shí)，還要最大程度地消除或是削弱，多種不同干擾對(duì)電子測(cè)量設(shè)備所造成的影響。結(jié)合具體狀況，采取科學(xué)合理的措施，這樣有助于進(jìn)一步消除干擾源分析期間所產(chǎn)生的各項(xiàng)干擾，進(jìn)而就能夠?yàn)閮x器正常運(yùn)行、充分發(fā)揮具體性能提供保障。

3.3 注重提升儀表抗干擾能力

正確選用抗干擾措施，是現(xiàn)階段提升儀器設(shè)備自身抗干擾能力的必然選擇。對(duì)于抗干擾能力而言，實(shí)際上是可以通過科學(xué)安裝方式來做到的。在實(shí)際開展提升儀器抗干擾能力工作的同時(shí)，還要逐步加強(qiáng)儀器本身實(shí)際存在的內(nèi)外聯(lián)系，這樣就能夠適當(dāng)?shù)販p少外界環(huán)境，對(duì)儀本身所造成的影響。

3.4 嚴(yán)格按照科學(xué)規(guī)范要求安裝儀表

在對(duì)儀表進(jìn)行安裝期間，首先要將熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線屏蔽掉，要想達(dá)到提高溫度測(cè)量精準(zhǔn)性和有效性的目的，就要將科學(xué)安裝儀表這項(xiàng)工作作為基礎(chǔ)條件。其次，在實(shí)際落實(shí)安裝工行期間，對(duì)于鐵管而言，要將其安裝在不具備強(qiáng)磁場(chǎng)的位置。這樣補(bǔ)償帶線、熱電偶應(yīng)等，就要插入接地的鐵管中，但是，需要格外注意，防止產(chǎn)生與電源線并行的問題，此外，也不能連接電源線。

3.5 屏蔽磁場(chǎng)落實(shí)降低電磁干擾問題

屏蔽工作非常重要，做好磁場(chǎng)屏蔽工作，能夠有效降低電磁場(chǎng)穿透能力，甚至也能降低隔離輻射的干擾。實(shí)際上，“屏蔽電磁干擾”工作方法具有以下三種方式。

一是電磁屏蔽，其屏蔽體與靜電屏蔽模式之間，具有較強(qiáng)的相似性。對(duì)于電磁屏蔽而言，以應(yīng)用金屬材料為主，主要就是因?yàn)槠渚邆涞碗娮?，并且也?duì)其金屬特征進(jìn)行充分應(yīng)用，電磁場(chǎng)實(shí)際產(chǎn)生的感染，也會(huì)被反射忽視被吸收，進(jìn)而就能夠達(dá)到降低高頻電磁場(chǎng)干擾的目的。二是靜電屏蔽，對(duì)于屏蔽體而言，是以應(yīng)用電阻非常低的金屬材料為主進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用接地方法，這樣就能夠降低或是消除電路之間存在的電磁干擾。三是實(shí)施磁屏蔽，期間對(duì)高飽和、高導(dǎo)磁的磁性材料進(jìn)行應(yīng)用，在吸收和損耗電磁屏蔽干擾的基礎(chǔ)上，就能夠低頻磁場(chǎng)對(duì)其產(chǎn)生干擾。

4 結(jié)語

綜上所述，一旦溫度儀表測(cè)量的最終結(jié)果，不具備精準(zhǔn)性和可信性，就會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)安全等造成嚴(yán)重影響，甚至還會(huì)產(chǎn)生難以解決的問題。通過整體分析，能夠顯著發(fā)現(xiàn)信號(hào)干擾，是影響溫度計(jì)最終測(cè)量結(jié)果的一項(xiàng)重要因素。溫度儀表使用人員，在實(shí)際工作期間，就要對(duì)干擾信號(hào)的具體來源進(jìn)行細(xì)致分析，此后選用具有針對(duì)性的解決措施，從而提升溫度儀表測(cè)量結(jié)果的有效性。全面落實(shí)方位角處理工作，以此種方式為主來獲取精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果，但還需要格外注意，電子測(cè)量?jī)x器與儀器之間存在的內(nèi)部干擾。對(duì)于電磁干擾而言，其實(shí)際上也是數(shù)字溫度計(jì)測(cè)量過程中，不能忽視的一項(xiàng)重要干擾因素。