自動化控制系統和儀表信號干擾的抗干擾原則和措施
干擾信號之所以能對自動化控制系統和儀表產生影響，必須具備三個條件：干擾源產生干擾信號、有對干擾信號敏感的接收電路和有干擾接收電路之間的耦合通道，這三個因素缺一就不能形成對電子裝置的干擾。在解決干擾問題時，首先要搞清楚干擾源、接收電路的性能以及干擾源與接收電路之間的耦合方式，才能采取相應措施，抑制干擾的影響。
自動化控制系統和儀表信號干擾抑制干擾的原則
針對上述分析，抑制干擾的原則是：
1、消除或抑制干擾源，如電力線和信號線隔離或遠離。
2、破壞干擾途徑。對于以“路”的形式侵入的干擾，從自動化控制系統和儀表本身采取措施，如采用隔離變壓器、光電耦合器定切斷某些干擾途徑；對于以“場”的形式侵入的干擾，通常采用屏蔽措施。
3、削弱接受電路（被上擾對象）對干擾的敏感性。如高輸入阻抗的電路比低輸入阻抗的電路易受干擾，模擬電路比數字電路的抗干擾能力差。
對于安裝來說，抑制干擾源對其他回路的干擾是Z有效的措施，但有時由于條件限制或費用過高等原因，很難實現。這時，就應該對受干擾的弱點信號回路、自動化控制系統和儀表采取防護措施，以增強器抗干擾能力。
自動化控制系統和儀表信號干擾抗干擾措施
1、屏蔽
屏蔽技術主要是抑制電磁感應對自動化系統和儀表的干擾。它是利用銅或者鋁等低阻材料或磁性材料把元件、電路、組合件或傳輸線等包圍起來，以隔離內外部電磁的相互干擾。屏蔽包括靜電屏蔽、電磁屏蔽、低頻磁屏蔽、驅動屏蔽。
1.1 靜電屏蔽
在靜電場作用下，導體內部無電力線，即各點等電位。因此采用導電性能良好的金屬做屏蔽盒，并將它接地。是其內部的電力線不外傳，同時也不使外部的電力線影響其內部。
靜電屏蔽能防止靜電場的影響，可以消除或削弱兩電路之間由于寄生分布電容耦合而產生的干擾。
1.2 電磁屏蔽
電磁屏蔽是采用導電良好的金屬材料做成屏蔽層，利用高頻干擾電磁場在屏蔽體內產生渦流，再利用渦流消耗高頻干擾磁場的能量，從而削弱高頻電磁場的影響。
若將電磁屏蔽層接地，同時兼有靜電屏蔽的作用。也就是說，用導電良好的金屬材料做成的接地電磁屏蔽層，可同時起到電磁屏蔽和靜電屏蔽兩種作用。
2、隔離
當自動化控制系統和儀表的信號測量電路及信號源在兩端接地時，很容易形成環路電流，引起干擾。這時就需要采用隔離的方法，特別當自動裝置含有模擬與數字、高壓與低壓混合電路時，必須對電路各環節進行隔離，這樣還可以同時起到抑制漂移和安全保護的作用。
信號隔離器又成為信號調理器，它將輸入單路或雙路電流或電壓信號，變送輸出隔離的電流或電壓信號，并提高輸入、輸出和電源之間的電氣隔離性能。在如何選配高性能信號隔離器文章中對信號隔離器做深入介紹。
3、濾波
濾波是抑制串模干擾或抑制由共模干擾轉化成串模交流信號的有效手段。它是根據信號和噪聲頻率分布范圍，將相應頻帶的濾波器接入信號傳輸通道中，濾去或盡可能衰減噪聲，達到提高信噪比、抑制干擾的目的。在前述各種抗干擾措施下，如果仍有殘余交流干擾信號，則可依靠濾波的方法予以消除。
4、浮空
浮空是抗共模干擾的有效措施。把信號導線和自動裝置電路完全用絕緣材料架空起來，不是它們和接地的金屬外殼相碰，這就叫“浮空”。一個完全浮空的電路及時存在共模電壓，也無法形成電流。無論兩根輸入導線對地電阻是否對稱，都不會把共模干擾轉化為串模干擾，而純共模信號是不會妨礙自動化控制系統和儀表正常工作的（在一D限度內）。這是從防止轉化方面采取的抗干擾措施。
從本質看，浮空和變壓器隔離、光電隔離的出發點是一樣的，都是設法切斷共模信號的通路。對于無源電路（如與熱電偶配合的電子電位差計和動圈儀表），只要把測量電路架空起來，不和接地導體接觸，就實現了浮空。但是像放大器等有源電路就比較麻煩，它必須有電源。電源往往來自電網，電網又是接地的。解決的辦法是用變壓器隔離，使為放大器供電的副邊繞組浮空。
5、信號導線的抗干擾
熱工過程自動化裝置的電信號都是低電壓小電流，從導線負荷上考慮，并不需要很大的截面積。但因工業控制信號傳送的距離較遠、環境惡劣。為使信號線電阻較小，并有足夠機械強度，通常都選用截面積不小于1mm2的多股導線。多股導線的好處是柔軟易彎曲。根據抗干擾的要求。可以用雙絞線、平行線、屏蔽線或同軸電纜。
從減小干擾的角度考慮，Z根本的措施是信號線遠離動力線。萬上下一它們不可避免地在同一條電纜溝內敷設，要分別沿溝的兩側走線，或分兩層布置，并在兩者間加接地金屬板，以資屏蔽。無屏蔽時，兩類導線之間的距離不可小于15cm，Z好相距60cm以上。如導線在管中穿過，絕對不允許將信號和動力線穿在同一管里。
要特別注意，金屬管只有接地后才有電場屏蔽作用，只有鐵管才能屏蔽磁場干擾。雙絞線由于兩線形成的線環極小，又正反方向交替，電磁干擾在每一絞合圈內產生的感應電動勢因方向不同，可以互相抵消。至于同軸電纜的抗干擾能力，特別是對高頻信號的傳遞，與其他導線相比有更明顯的優勢。
6、晶閘管干擾的抑制
晶閘管在自動化控制中應用日益廣泛，然而它是工業電子器件中很大的干擾源。
晶閘管在觸發導通或截止時，引起電壓、電流的急劇變化，是供電網絡上出現干擾波，該干擾對于自動化控制系統和儀表有不利影響。（http://www.diangon.com/版權所有）為了防止或減少這種有害影響，需在晶閘管的負載兩端并聯一個由電阻、電容串接而成的RC電路。
7、電接點干擾的抑制
開關和繼電器的觸點在斷開感性負載時，會由于電流的變化率很大而形成反向瞬時高壓，通常在幾微秒的時間內此高壓達到電源電壓的10-20倍。它會在繼電器觸點上產生火花，不但會燒蝕觸點表面，而且形成電磁波干擾，是十分有害的。為此，可設置電接點消弧電路，既保護了接點，延長它的壽命，又抑制了干擾信號。
Z常用的消弧電路如下圖所示，RC串聯電路u電接點并接，當電源為直流時，K斷開以后L上無電流，電源電壓對電容器C充電。K接通的瞬間，電阻R使C的放電電流不致過大；K斷開的瞬間，感應電壓經R對C充電，致使電流減少較慢，也保護了接點免生電弧。
自動化控制系統和儀表信號干擾抑制干擾的原則
針對上述分析，抑制干擾的原則是：
1、消除或抑制干擾源，如電力線和信號線隔離或遠離。
2、破壞干擾途徑。對于以“路”的形式侵入的干擾，從自動化控制系統和儀表本身采取措施，如采用隔離變壓器、光電耦合器定切斷某些干擾途徑；對于以“場”的形式侵入的干擾，通常采用屏蔽措施。
3、削弱接受電路（被上擾對象）對干擾的敏感性。如高輸入阻抗的電路比低輸入阻抗的電路易受干擾，模擬電路比數字電路的抗干擾能力差。
對于安裝來說，抑制干擾源對其他回路的干擾是Z有效的措施，但有時由于條件限制或費用過高等原因，很難實現。這時，就應該對受干擾的弱點信號回路、自動化控制系統和儀表采取防護措施，以增強器抗干擾能力。
自動化控制系統和儀表信號干擾抗干擾措施
1、屏蔽
屏蔽技術主要是抑制電磁感應對自動化系統和儀表的干擾。它是利用銅或者鋁等低阻材料或磁性材料把元件、電路、組合件或傳輸線等包圍起來，以隔離內外部電磁的相互干擾。屏蔽包括靜電屏蔽、電磁屏蔽、低頻磁屏蔽、驅動屏蔽。
1.1 靜電屏蔽
在靜電場作用下，導體內部無電力線，即各點等電位。因此采用導電性能良好的金屬做屏蔽盒，并將它接地。是其內部的電力線不外傳，同時也不使外部的電力線影響其內部。
靜電屏蔽能防止靜電場的影響，可以消除或削弱兩電路之間由于寄生分布電容耦合而產生的干擾。
1.2 電磁屏蔽
電磁屏蔽是采用導電良好的金屬材料做成屏蔽層，利用高頻干擾電磁場在屏蔽體內產生渦流，再利用渦流消耗高頻干擾磁場的能量，從而削弱高頻電磁場的影響。
若將電磁屏蔽層接地，同時兼有靜電屏蔽的作用。也就是說，用導電良好的金屬材料做成的接地電磁屏蔽層，可同時起到電磁屏蔽和靜電屏蔽兩種作用。
2、隔離
當自動化控制系統和儀表的信號測量電路及信號源在兩端接地時，很容易形成環路電流，引起干擾。這時就需要采用隔離的方法，特別當自動裝置含有模擬與數字、高壓與低壓混合電路時，必須對電路各環節進行隔離，這樣還可以同時起到抑制漂移和安全保護的作用。
信號隔離器又成為信號調理器，它將輸入單路或雙路電流或電壓信號，變送輸出隔離的電流或電壓信號，并提高輸入、輸出和電源之間的電氣隔離性能。在如何選配高性能信號隔離器文章中對信號隔離器做深入介紹。
3、濾波
濾波是抑制串模干擾或抑制由共模干擾轉化成串模交流信號的有效手段。它是根據信號和噪聲頻率分布范圍，將相應頻帶的濾波器接入信號傳輸通道中，濾去或盡可能衰減噪聲，達到提高信噪比、抑制干擾的目的。在前述各種抗干擾措施下，如果仍有殘余交流干擾信號，則可依靠濾波的方法予以消除。
4、浮空
浮空是抗共模干擾的有效措施。把信號導線和自動裝置電路完全用絕緣材料架空起來，不是它們和接地的金屬外殼相碰，這就叫“浮空”。一個完全浮空的電路及時存在共模電壓，也無法形成電流。無論兩根輸入導線對地電阻是否對稱，都不會把共模干擾轉化為串模干擾，而純共模信號是不會妨礙自動化控制系統和儀表正常工作的（在一D限度內）。這是從防止轉化方面采取的抗干擾措施。
從本質看，浮空和變壓器隔離、光電隔離的出發點是一樣的，都是設法切斷共模信號的通路。對于無源電路（如與熱電偶配合的電子電位差計和動圈儀表），只要把測量電路架空起來，不和接地導體接觸，就實現了浮空。但是像放大器等有源電路就比較麻煩，它必須有電源。電源往往來自電網，電網又是接地的。解決的辦法是用變壓器隔離，使為放大器供電的副邊繞組浮空。
5、信號導線的抗干擾
熱工過程自動化裝置的電信號都是低電壓小電流，從導線負荷上考慮，并不需要很大的截面積。但因工業控制信號傳送的距離較遠、環境惡劣。為使信號線電阻較小，并有足夠機械強度，通常都選用截面積不小于1mm2的多股導線。多股導線的好處是柔軟易彎曲。根據抗干擾的要求。可以用雙絞線、平行線、屏蔽線或同軸電纜。
從減小干擾的角度考慮，Z根本的措施是信號線遠離動力線。萬上下一它們不可避免地在同一條電纜溝內敷設，要分別沿溝的兩側走線，或分兩層布置，并在兩者間加接地金屬板，以資屏蔽。無屏蔽時，兩類導線之間的距離不可小于15cm，Z好相距60cm以上。如導線在管中穿過，絕對不允許將信號和動力線穿在同一管里。
要特別注意，金屬管只有接地后才有電場屏蔽作用，只有鐵管才能屏蔽磁場干擾。雙絞線由于兩線形成的線環極小，又正反方向交替，電磁干擾在每一絞合圈內產生的感應電動勢因方向不同，可以互相抵消。至于同軸電纜的抗干擾能力，特別是對高頻信號的傳遞，與其他導線相比有更明顯的優勢。
6、晶閘管干擾的抑制
晶閘管在自動化控制中應用日益廣泛，然而它是工業電子器件中很大的干擾源。
晶閘管在觸發導通或截止時，引起電壓、電流的急劇變化，是供電網絡上出現干擾波，該干擾對于自動化控制系統和儀表有不利影響。（http://www.diangon.com/版權所有）為了防止或減少這種有害影響，需在晶閘管的負載兩端并聯一個由電阻、電容串接而成的RC電路。
7、電接點干擾的抑制
開關和繼電器的觸點在斷開感性負載時，會由于電流的變化率很大而形成反向瞬時高壓，通常在幾微秒的時間內此高壓達到電源電壓的10-20倍。它會在繼電器觸點上產生火花，不但會燒蝕觸點表面，而且形成電磁波干擾，是十分有害的。為此，可設置電接點消弧電路，既保護了接點，延長它的壽命，又抑制了干擾信號。
Z常用的消弧電路如下圖所示，RC串聯電路u電接點并接，當電源為直流時，K斷開以后L上無電流，電源電壓對電容器C充電。K接通的瞬間，電阻R使C的放電電流不致過大；K斷開的瞬間，感應電壓經R對C充電，致使電流減少較慢，也保護了接點免生電弧。
8、接地
接地也是抗干擾的重要手段，但是錯誤的接地不僅起不了干擾作用，反而會使干擾加強。如下圖所示的三個電路，它們各自的地線都接到公共地線上，因公共地線有電阻，在地線電阻r1、r2、r3上有不同的地電流，所以形成的壓降將干擾其他電路，即為公共阻抗提供了干擾途徑。
正確的接地應該是所有電路的接地電阻相互獨立，這樣不論各自的地電流如何，對別的電路沒有任何影響。可見接地點可以共用而接地線不能共用，這是接地原則。假設電路1的輸出信號供給電路2，電路2又將信號送至電路3，這種情況下就必須將接點合在一處，不能分設在三個不同地點。
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