仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计

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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随着科学技术的不断进步,仪器仪表作为科学研究、工业生产和日常生活中不可缺少的工具,其可靠性和抗干扰能力越来越受到人们的关注。

本文将从可靠性分析和抗干扰设计两方面探讨仪器仪表的相关问题,以期提高仪器仪表的可靠性和抗干扰能力,从而更好地满足用户的需要。

一、可靠性分析1.1 可靠性的定义可靠性是指在规定的使用条件下,设备或系统在一定时间内完成任务的能力。

它是一个评价设备或系统好坏的重要指标,反映了设备或系统在一定时间内寿命的稳定性和可靠性。

在进行可靠性测试时,需要采用适当的测试方法,以保证测试的准确性和有效性。

常用的可靠性测试方法包括可靠性试验、可靠性增长试验、寿命试验等。

其中,可靠性试验是在规定的使用条件下,通过模拟实际使用环境,对设备或系统进行长时间、大量的测试,以检测其是否满足设计要求。

可靠性增长试验是在设备或系统使用过程中,通过观察设备或系统的运行情况,不断对其进行测试和改进,以提高设备或系统的可靠性。

寿命试验则是对设备或系统进行长时间的测试,以确定其在规定使用条件下的寿命或故障率等参数。

可靠性分析是对设备或系统进行分析和评估,以确定其可靠性和故障率等参数。

可靠性分析的内容包括设备或系统的失效模式与失效率分析、可靠性块图分析、故障树分析等。

失效模式与失效率分析是对设备或系统的失效模式和失效率进行分析,以确定其可能的失效模式和失效率,从而为设备或系统的设计和优化提供依据。

可靠性块图分析是对设备或系统进行功能或结构分解,以确定其各个部分的可靠性及对整体可靠性的影响。

故障树分析则是对设备或系统各个部分的故障进行分析,以确定各个故障之间的关系和影响,从而确定整个系统的可靠性。

二、抗干扰设计2.1 抗干扰的定义抗干扰是指设备或系统在外界干扰下,可以保持其正常的工作状态和性能稳定的能力。

它是衡量设备或系统抵御外界干扰能力的重要指标,也是保证设备或系统正常运行的必要条件。

在进行抗干扰设计时,需要遵循一定的设计原则,以确保设备或系统具有良好的抗干扰能力。

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仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计仪器仪表是现代科学实验、工程技术和生产管理中必不可少的工具,其可靠性和抗干扰性是保证测量准确性和可重复性的关键因素。

本文将从可靠性分析和抗干扰设计两个方面对仪器仪表进行详细探讨。

一、可靠性分析1. 可靠性指标仪器仪表的可靠性指标是评价其性能的重要指标之一。

主要包括以下几个方面:(1)故障率:是指单位时间内发生故障的次数,可以通过故障的数量和总的运行时间计算得到。

(2)平均无故障时间(MTBF):是指仪器仪表在正常使用情况下的平均连续使用时间。

(3)可靠度:是指仪器仪表在给定时间内正常使用的概率,一般以百分比表示。

(4)故障恢复时间:是指从发生故障到修复完成所需要的时间。

2. 可靠性分析方法可靠性分析是通过对仪器仪表的故障数据进行统计和分析,来评估其可靠性的一项工作。

常用的可靠性分析方法包括:(1)故障模式与效果分析(FMEA):通过对仪器仪表的各个部件进行分析,确定可能的故障模式,评估其对整个系统的影响,并提出相应的改进措施。

(2)故障树分析(FTA):通过构建故障树,分析系统故障发生的概率,以及各个子系统之间的关联性,从而确定影响系统可靠性的关键因素,并制定相应的改进方案。

(3)可靠性增长分析:通过对多个相同类型的仪器仪表进行可靠性测试,得到可靠性增长曲线,从而预测出未来某个时间段内的可靠性水平。

二、抗干扰设计仪器仪表在工作过程中会受到各种外界环境和电磁干扰的影响,因此抗干扰设计是确保仪器仪表正常工作的重要手段。

具体的设计要点包括以下几个方面:1. 信号隔离将输入信号与输出信号之间的电路进行隔离,避免干扰信号通过输入端进入仪器仪表系统,保证测量结果的准确性。

2. 屏蔽设计在关键部位采用金属屏蔽罩或电磁屏蔽材料进行屏蔽,减少外界电磁场对仪器仪表的干扰。

3. 滤波设计在信号处理电路中设置合适的滤波器,滤除高频噪声和低频干扰,保证信号的清晰度和稳定性。

4. 接地设计合理设计接地系统,实现对仪器仪表的良好接地,减少电磁干扰的影响。

仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计

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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。

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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。

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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。

仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计

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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。

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作为科学实验、工程控制、生产制造等领域中不可或缺的工具,其可靠性和抗干扰设计至关重要。

本文将分析仪器仪表的可靠性,并探讨针对干扰因素的设计方法。

一、仪器仪表的可靠性分析仪器仪表的可靠性是指仪器仪表在规定条件下,在规定时间内完成所要求的功能的能力。

可靠性可以通过多种指标来评价,如平均寿命、MTBF(平均无故障时间)、MTTR(平均修复时间)等。

保证仪器仪表的可靠性需要从设计、制造、使用和维护等方面全面考虑。

1.1 设计阶段在设计阶段,首先要充分了解仪器仪表的使用环境和工作条件,包括温度、湿度、振动、电磁场等因素。

根据这些因素确定仪器仪表的工作要求和参数,选择合适的元器件和材料,进行可靠性设计分析,以确保仪器仪表在使用过程中不会出现故障。

在设计阶段要考虑到维修性和可维护性,使得仪器仪表在发生故障时能够快速便捷地修复。

1.2 制造和测试阶段在制造和测试阶段,要严格按照设计要求和工艺流程进行生产制造,并对每个环节进行严格测试和检查,确保仪器仪表的质量和稳定性。

这样可以减少制造缺陷导致的故障,提高仪器仪表的可靠性。

1.3 使用和维护阶段在使用和维护阶段,要对仪器仪表进行常规的检查和维护,及时发现并排除潜在故障,延长仪器仪表的使用寿命。

培训使用人员正确使用仪器仪表,并建立健全的维护体系,保证仪器仪表的正常运行。

二、仪器仪表的抗干扰设计仪器仪表在使用过程中面临着各种干扰因素,如电磁干扰、振动干扰、温度干扰等,这些干扰因素可能会影响仪器仪表的正常工作。

抗干扰设计是保证仪器仪表正常工作的关键。

2.1 电磁干扰电磁干扰是最为常见的一种干扰因素,电磁场可以影响仪器仪表的电路和信号传输,导致误差或故障。

为了减少电磁干扰对仪器仪表的影响,可以采用以下方法:(1)屏蔽设计:在仪器仪表的设计中加入屏蔽结构,用以阻挡外界电磁场对仪器仪表的影响。

(2)接地设计:合理设计仪器仪表的接地结构,减少接地回路的电阻,提高仪器仪表的抗干扰能力。

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。

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随着科技的不断进步,仪器仪表已经成为各行各业必不可少的工具。

在电力、通信、航空等领域中,仪器仪表的作用更是不可替代。

因此,仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计显得极为重要。

1、可靠性概念可靠性是指在一定时期内,设备或系统产生正常允许使用或完成所要求的功能的概率。

在仪器仪表中,可靠性指该设备或系统在使用过程中所产生的结果是否符合预期。

如果结果符合预期并能够持续合理时间,那么该设备或系统就可以被认为是可靠的。

2、可靠性分析方法可靠性分析方法主要有故障模式及其影响分析法(FMEA)和故障树分析法(FTA)。

相关信息可以在技术书籍或网络上获得。

由于现代工业环境的复杂性,仪器仪表设备易受到许多干扰源的干扰,包括电磁干扰、静电干扰等等。

因此,抗干扰设计是仪器仪表设备不可或缺的一部分。

本文介绍几种常见的抗干扰设计方法:1、屏蔽措施屏蔽是最常见的一种抗干扰措施,其目的是将自身所产生的电磁场影响最小化,同时也可以减小外部电磁场对设备的影响。

常用的屏蔽材料有铜网、镍银金属丝等,还可以采用屏蔽开关和屏蔽变压器等方式。

2、滤波措施滤波是消除外部电磁干扰的一种有效措施。

其作用是将频率范围内的电磁波信号滤除,可以采用RC滤波器、LC滤波器、RCL滤波器等方式。

3、接地措施接地是一种消除静电干扰的有效措施。

其目的是在设备起点和地点之间建立一个等电势面,以使设备上的静电干扰流过地点而不会对设备产生影响。

常用的接地方式有单点接地、多点接地、防雷接地等方式。

总之,针对不同的干扰源和设备类型,需要采用不同的抗干扰措施,以保证仪器仪表设备的正常使用。

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仪器仪表的可靠性分析及抗干扰设计
发表时间:2017-08-17T14:52:51.307Z 来源:《基层建设》2017年第12期作者:王卫军[导读] 摘要:仪器仪表的可靠性有利于提升其在工业生产中的运行能力,做好可靠性及防干扰设计,体现仪器仪表在可靠性方面的优势,促使其更加适应工业生产的需求。

中国石油吐哈油田分公司销售事业部新疆鄯善 838202 摘要:仪器仪表的可靠性有利于提升其在工业生产中的运行能力,做好可靠性及防干扰设计,体现仪器仪表在可靠性方面的优势,促使其更加适应工业生产的需求。

可靠性逐渐成为仪器仪表的评价指标,仪器仪表需要达到可靠性的标准,才可在工业生产中发挥重要的价值,全面控制工业生产的系统,提高工业生产的效益和效率,体现仪器仪表可靠性的优势。

因此,文章就仪器仪表的可靠性进行研究分
析,从而提出仪器仪表抗干扰设计的几点策略,仅供参考。

关键词:仪器仪表;可靠性分析;抗干扰设计 1仪器仪表可靠性分析
仪器仪表主要由元件、线路组成,其达到可靠性后能够提升生产系统的控制效率,保障工业生产达到规定的标准。

而可靠性又是工业选择仪器仪表的主要标准,不同类型的仪器仪表均具有可靠性的特性,可靠性能越高,仪器仪表的功能越强。

仪器仪表的可靠性是评价其质量好坏的重要指标之一,可靠性用概率表示时称为可靠度,就是在规定的时间和规定使用条件下,无故障地发挥运行功能的概率。

我们可以从理论和实际两方面对可靠度进行分析。

1.1理论可靠度分析
由图2可看出,其特性曲线共分为三段。

在仪器仪表安装运行初期即0~t1时间内,仪器仪表可靠性较差。

分析可知,此时之所以出现故障,多是设计与生产工艺不当造成的。

在设计时,元件的选用、逻辑电路的设计本身存在不完善、不匹配的地方。

尤其是现在的仪器仪表企业,大多数都是整机厂,其电子元器件等都要外购,而其筛选和老化处理电子元器件的时间和手段相对有限,加上仪器仪表应用单位初期操作人员技术水平及新环境因素的影响,这就造成了在实际应用中,初始阶段仪器仪表可靠性较低,而不同于理论上在初期仪器仪表可靠性最高的分析。

在仪器仪表运行中间时期即t1~t2时间内,仪器仪表可靠性相对平衡,故障少,接近理论状态。

这是由于在初期故障后,经过修理、维护,仪器仪表元器件都已得到老化处理和考验,机械、光学、电子部件也未受到损耗或衰老,性能趋于稳定,操作人员技术水平也得到了提高,与仪器仪表相配的周围环境也有了改善,从而使这段时间内仪器仪表出现故障少,可靠性高。

这一时期偶尔出现的故障,是由于随机因素影响而造成的。

但是在此阶段为了提高测量的精度,需要对测试干扰进行重点处理,以达到测量的要求。

在仪器仪表使用后期即t2时间后,仪器仪表故障增多,可靠性大幅下降。

这是由于仪器仪表的部分元件经过使用期后损耗严重,已超出了寿命期限,从而造成仪器仪表的部分或全部功能失灵,无法正常工作,需要更换仪器仪表元件或整机。

2仪器仪表抗干扰设计措施
2.1干扰的来源
如图2所示,在t1~t2阶段,仪器仪表本身可靠性相对平衡。

但由于其使用的条件常常是很复杂的,除了有用的信号外,经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流存在。

在仪器仪表外部,一些大功率的用电设备以及电力设备都可能成为干扰源,而在仪器仪表内部的电源变压器、机电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源,主要干扰引人方式有以下几种。

2.1.1电磁感应
也就是磁藕合,信号源与仪器仪表之间的连接导线、仪器仪表内部的配线通过磁祸合在电路中形成干扰。

像我们使用的大功率的变压器、交流电机、高压电网等的周围空间中都存在有很强的交变磁场,而仪器仪表的闭合回路处在这种变化的磁场中将会产生感应电势。

感应电势可用下式计算:en=jvBAcosq
式中:en--感应电动势;B--磁通密度;A--闭合回路的面积;q--磁力线与面积A的垂线的夹角。

这种磁感应电动势与有用信号串联,当信号源与仪器仪表相距较远时,此情况较为突出。

2.1.2静电感应
就是电的耦合,在相对的两物体中,如果其中一物体的电位发生变化,则由于物体间的电容而使另一物体的电位也发生变化。

干扰源是通过电容性的耦合在回路中形成干扰,它是两电场相互作用的结果。

2.1.3不同地电位引入的干扰
在大地中,各个不同点之间往往存在电位差。

尤其在大功率的用电设备附近,当这些设备的绝缘性能较差时,这一电位差更大。

而在仪器仪表的使用中往往在输人回路会有两个以上的接地点,这样就会把不同接地点的电位差引人仪器仪表。

这种地电位差有时能达1~10V,它同时出现在两根信号导线上。

2.1.4脉冲电压干扰
脉冲电压能够作用于模拟电路之外,还可以对数字电路产生干扰。

这些脉冲电压的发生源是开关、电机、继电器这样一些感性负载和产生放电的机器等。

在了解了各种不同的干扰源之后,我们就可以针对不同的情况采取相应的措施。

因为所有的干扰源都是通过一定的藕合通道而对仪器仪表产生影响的,所以我们可以通过切断干扰的藕合通道来抑制干扰。

通常采用的方式有信号导线的扭绞、屏蔽、接地、平衡、滤波、隔离等方法,一般会同时采取多种措施。

2.2抗干扰措施
要想抑制干扰,必须对干扰作全面地分析,要在消除或抑制噪声源、破坏干扰途径和削弱接收电路对噪声干扰的敏感性这三个方面采取措施。

消除噪声源是积极主动的措施。

从原则上讲,对于噪声源应予以消除。

但是,实际上很多的噪声源是难以消除或是不能消除的。

如泵运行时电机的电磁干扰就是不能够消除的。

这时候就必须采取防护措施来抑制干扰。

2.2.1扭绞信号线设计
仪器仪表信号线占据的空间较大,按照信号线的走向采取扭绞设计,尽量缩小信号线的面积,促使信号线与干扰源保持等距的状态,由此平均相邻导线的电容,防止信号线扭绞时产生串模干扰,同时控制仪器仪表运行时的电磁干扰,确保仪器仪表在工业系统内能够保持可靠性。

2.2.2屏蔽干扰设计
仪器仪表的可靠性运行中,不仅存在电磁干扰,也存在静电干扰。

为防止静电干扰的危害,仪器仪表设计中需采取屏蔽措施,以金属网屏蔽为主,分析屏蔽干扰的具体设计。

金属网包裹在信号线的外部,而金属网的外部利用绝缘层隔断,切断仪器仪表静电干扰的途径,还能抑制电磁干扰。

仪器仪表的屏蔽干扰设计中,应该注重接地措施的应用,确保屏蔽干扰设计达到最稳定的状态。

2.2.3滤波防干扰设计
滤波设计在仪器仪表可靠性分析中,有助于提高仪器仪表防干扰的能力。

仪器仪表在工业运行的过程内,容易出现缓慢变化的信号流,防止信号流的干扰,需要在仪器仪表的系统中加装滤波装置。

滤波装置安装在输入系统部分,防护仪器仪表的干扰。

仪器仪表可靠性分析中,防干扰是一项不可缺少的设计内容,其在仪器仪表内具有很高的实践性,既可以排除仪器仪表运行中的干扰,也能消除环境中潜在的干扰,为仪器仪表的可靠性运行提供条件。

参考文献:
[1]刘建勋,潘仲明,罗勇毅等.仪器的可靠性与抗干扰技术分析[J].自动化与仪器仪表,2014(09):60-61.。

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