電子測(cè)控系統(tǒng)的屏蔽及接地技術(shù)

李文潔

摘 要

測(cè)控系統(tǒng)作為電子技術(shù)的重要構(gòu)成內(nèi)容，為電子產(chǎn)品安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有利條件。屏蔽和接地技術(shù)技術(shù)是電子測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，直接影響測(cè)控系統(tǒng)的抗干擾性能?；诖?，本文結(jié)合電子測(cè)控系統(tǒng)的屏蔽及接地技術(shù)，為其提供幾點(diǎn)優(yōu)化建議，以供相關(guān)研究參考。

【關(guān)鍵詞】測(cè)控系統(tǒng) 屏蔽及接地技術(shù) 抗干擾性

在現(xiàn)代電子信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，電子信息產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的代表內(nèi)容，對(duì)人類生產(chǎn)活動(dòng)具有重要意義。目前，在工業(yè)領(lǐng)域、科學(xué)研究等方面，電子技術(shù)的滲透程度日益顯著，測(cè)控系統(tǒng)作為電子技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容，直接影響著電力設(shè)備的日常應(yīng)用。為保障電子測(cè)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，整合屏蔽和接地技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵，通過(guò)構(gòu)建相互配合機(jī)制，適當(dāng)降低各種干擾源的影響程度，在滿足測(cè)控系統(tǒng)的技術(shù)要求基礎(chǔ)上，可提升測(cè)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，為測(cè)控系統(tǒng)的抗干擾性能提供輔助條件。

1 引入屏蔽技術(shù)，注重系統(tǒng)穩(wěn)定性

1.1 優(yōu)化屏蔽技術(shù)

在電子測(cè)控系統(tǒng)中，屏蔽技術(shù)通常以預(yù)防靜電、電磁感應(yīng)現(xiàn)象為基本依據(jù)，利用屏蔽體達(dá)到反射電磁場(chǎng)干擾的目的，注重主動(dòng)屏蔽、被動(dòng)屏蔽兩種類型。結(jié)合電子技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，電場(chǎng)屏蔽通常與接地導(dǎo)體、保護(hù)電路互為聯(lián)系，應(yīng)用銅、鋁等導(dǎo)電性能較佳的金屬材料，注重“單端接地”效應(yīng)，盡量緩解中心導(dǎo)線對(duì)屏蔽體的影響程度；或者采用高導(dǎo)磁材料，減少接受回路磁屏蔽環(huán)路面積，比如：在明確中心導(dǎo)線電流流向呈現(xiàn)大小相等、方向相反趨勢(shì)時(shí)，當(dāng)導(dǎo)線電路頻率在5-10c范圍內(nèi)，多以屏蔽體圍繞“兩端接地”方式為主，達(dá)到截至另一端接地的目的。此外，在屏蔽技術(shù)的應(yīng)用中，以靜電屏蔽、電磁屏蔽、磁屏蔽為典型代表，避免接受設(shè)備的干擾問(wèn)題（主要由空間電磁波造成），可參考如下規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：以40-50dB的屏蔽效能為基準(zhǔn)，應(yīng)用單層金屬網(wǎng)屏蔽室；對(duì)于70-100dB的屏蔽效能而言，可結(jié)合雙層金屬網(wǎng)屏蔽室（伴有絕緣襯墊），并考慮外界電磁干擾對(duì)電源線傳導(dǎo)所造成的影響。

1.2 應(yīng)用實(shí)例探究

以廣州某電子科技有限公司為例，作為國(guó)內(nèi)電子信息技術(shù)開(kāi)發(fā)的典型代表，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、中央集成控制系統(tǒng)為主營(yíng)業(yè)務(wù)，其中以電子測(cè)控系統(tǒng)的研究最為突出。為保障電子產(chǎn)業(yè)的信息化效益，該公司結(jié)合屏蔽技術(shù)，選用合適的系統(tǒng)電纜材料（傳遞模擬信號(hào)），針對(duì)電磁感應(yīng)、導(dǎo)線分布電容等實(shí)際問(wèn)題，適時(shí)增添電源濾波器裝置，為干擾電壓提供屏蔽效能輔助條件，達(dá)到預(yù)防外界電磁干擾目標(biāo)。與此同時(shí)，綜合考慮屏蔽層的接地方式，限制電磁輻射能量對(duì)其他電路設(shè)備的干擾，比如：低電阻金屬材料、高導(dǎo)磁系數(shù)材料，實(shí)現(xiàn)接地導(dǎo)體包圍噪聲干擾源的功效。

2 結(jié)合接地技術(shù)，提升應(yīng)用實(shí)效性

針對(duì)電子測(cè)控系統(tǒng)的生產(chǎn)應(yīng)用條件，接地技術(shù)以信號(hào)地線、噪聲地線、機(jī)殼接地點(diǎn)線路為基本內(nèi)容，結(jié)合屏蔽技術(shù)的效能應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，共同服務(wù)于測(cè)控系統(tǒng)及電路設(shè)備。當(dāng)電路工作頻率達(dá)到1MHz范圍內(nèi)，可聯(lián)合一點(diǎn)接地方式，改用多功能屏蔽線接地技術(shù)；在1-10MHz范圍之間，保障接地線長(zhǎng)度不超出信號(hào)波長(zhǎng)的1/20，可轉(zhuǎn)用多點(diǎn)接地技術(shù)，為設(shè)備機(jī)械外殼、機(jī)身、機(jī)架、底盤(pán)提升抗干擾效能。在某廠電機(jī)變頻控制系統(tǒng)抗干擾舉措中，研究人員結(jié)合變頻器的電源輸入情況，擬定實(shí)際可行的電磁設(shè)備抗干擾方案，引進(jìn)屏蔽接地技術(shù)（采取屏蔽層極地方式），將電機(jī)外殼與變頻器外殼導(dǎo)線采取相連、接地舉措；對(duì)數(shù)字電路的接地線形成閉環(huán)路機(jī)制，可結(jié)合模擬量調(diào)速的方式，將雙絞線設(shè)置為二次側(cè)連接線（由控制盤(pán)、PLC與大地之間的電位差構(gòu)成），參照如下規(guī)格：接地電阻<100Ω、接地線截面面積>2mm2；并結(jié)合低頻、高頻對(duì)應(yīng)情況，以低電平地、電源地、高電平地為基本構(gòu)成，以提升系統(tǒng)抗干擾的最佳性能效益。

3 明確測(cè)控技術(shù)，保障系統(tǒng)可靠性

針對(duì)電子測(cè)控技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，在完成元器件的技術(shù)處理工序后（如：邏輯電路與數(shù)字電路），結(jié)合具有干擾能力的電磁場(chǎng)傳輸問(wèn)題，擬用雙層屏蔽技術(shù)（與濾波電路相結(jié)合），保障屏蔽體的安全運(yùn)行及設(shè)備抗干擾性能；將屏蔽技術(shù)與接地技術(shù)相結(jié)合，注重電路設(shè)計(jì)、電源線處理工作（引入旁路電容），通過(guò)增加變壓器容量、調(diào)整變壓器內(nèi)部構(gòu)造（帶有屏蔽層），避免影響模塊干擾性能。以某變電站電子信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的屏蔽接地設(shè)計(jì)方案為例，為保障儀器設(shè)備達(dá)到電磁適應(yīng)性，研究人員結(jié)合電路設(shè)備與電子單元的干擾情況，采用屏蔽接地方式來(lái)抑制電磁場(chǎng)感應(yīng)干擾、電源饋線與地線傳導(dǎo)干擾，比如：電屏蔽、磁屏蔽、電磁屏蔽等，形成與各電路直接相連的電源流向機(jī)制，電子設(shè)備的信號(hào)接地、邏輯接地、保護(hù)接地提供不同的設(shè)備管理輔助條件，提升電子設(shè)備的抗干擾能力。在此期間，通過(guò)變頻器的外部給定0-5V信號(hào)（模擬信號(hào)波動(dòng)頻率），將高壓電器與高壓電源線的距離范圍設(shè)置為150-200mm之間，利用獨(dú)立的接地裝置（盡量靠近接地點(diǎn)），預(yù)防儀器設(shè)備內(nèi)部傳導(dǎo)、外來(lái)干擾現(xiàn)象，以電場(chǎng)環(huán)境的盒、殼、板為導(dǎo)體對(duì)象，觸動(dòng)線性電路中的接地裝置，充分發(fā)揮測(cè)控系統(tǒng)的防干擾性能的輔助作用（比如：防靜電接地設(shè)置）。

4 總結(jié)

綜上所述，電子測(cè)控系統(tǒng)對(duì)日常生產(chǎn)活動(dòng)具有重要影響，提升其穩(wěn)定性能具備實(shí)際現(xiàn)實(shí)意義。目前，社會(huì)公眾對(duì)電磁干擾現(xiàn)象的重視程度有所提升，為預(yù)防電磁干擾帶來(lái)的實(shí)際問(wèn)題，測(cè)控系統(tǒng)的屏蔽、接地技術(shù)隨之應(yīng)運(yùn)而生，極大程度地提升了電子設(shè)備工作效益。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于測(cè)量?jī)x器、輔助設(shè)備的差異性，利用測(cè)控系統(tǒng)的屏蔽、接地技術(shù)，結(jié)合電子技術(shù)的應(yīng)用情況，調(diào)整測(cè)控電路中的抗干擾電路系統(tǒng)，提升測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用穩(wěn)定性能，為實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)提供積極作用。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

安徽省合肥市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所 安徽省合肥市 230088