電磁測量屏蔽干擾源

干擾源電磁測量中遇到的干擾源有外部干擾源和內部干擾源兩類。外部干擾源指測量系統(tǒng)之外的電磁干擾，常見的有高電壓、大功率輸電線或用電器件在空間形成的電場、磁場、電磁場；天電、空間電磁場；地磁以及兩接地點間的電壓降等。內部干擾源指測量系統(tǒng)內存在的電磁干擾，常見的有電源變壓器的漏磁場；測量線路和元件所產生的電場與磁場、絕緣漏電等。電磁測量中影響較大的主要是外部干擾源。

為防止電磁干擾引起測量誤差所采取的一種措施。造成電磁測量誤差的條件是:①存在干擾源;②存在干擾信號進入被干擾部分的途徑及轉換成誤差的可能性。要對測量系統(tǒng)施行有效的電磁屏蔽，首先要找出干擾源是在測量系統(tǒng)內部還是外部，繼而要研究干擾的性質、特點和通道。這樣才能采取正確的防護措施和消除因干擾引起的誤差。

通道電磁干擾信號進入被干擾部分的途徑，通常有通過固體絕緣的漏電流，通過絕緣及空間的容性漏電流；恒定磁場通過空間直接進入被干擾部分；交變電磁場在被干擾部分中產生感應電動勢；空間電場通過測量系統(tǒng)的裸露部分(如接線柱)進入電路等。此外，干擾信號能否產生誤差還與它進入被干擾部分的部位及其內部結構有關。

屏蔽的基本原則針對干擾信號的特性，實施屏蔽措施的基本原則是：①覆沒：提高信號電平，降低干擾與信號電平之比。②阻塞：采用屏蔽、絕緣等隔離措施，阻止干擾信號進入被干擾部分。③疏導：給干擾信號設置一個通路，使其繞過易受干擾的部分。④抵消：采用特殊結構使干擾信號產生兩個大小相等、方向相反的誤差，以互相抵消。⑤修正：已知測量結果與干擾信號所引起的誤差之間的關系，在刻度或讀數時加更正值。⑥吸收：使干擾信號通過屏蔽時因損耗而減弱強度。

屏蔽方法根據屏蔽的基本原則，常采用以下屏蔽方法。①絕緣隔離：增大絕緣電阻，減少泄漏電流。②屏蔽隔離：將被防護的電路或部件用金屬屏蔽圍護起來，并給屏蔽以一定的電位（包括地電位），用以阻止或減小泄漏電流，或使泄漏電流按一不產生誤差的通路流動。屏蔽接地可以切斷靜電場，形成良好的靜電屏蔽。如用金屬磁性材料制成屏蔽，還可同時旁路低頻和恒定磁通，形成直流電磁屏蔽。屏蔽和絕緣兩種方法交替使用，還可以在不增加屏蔽總厚度的前提下獲得更好的屏蔽效果。③無定向結構:用雙絞線、同軸電纜做信號往返通路;或采用兩個相同的測量機構，使電磁感應在其中引起的干擾感應電動勢互相抵消；或使恒定磁場的影響自行消除。④電磁屏蔽：交變電磁場或電磁波進入金屬屏蔽時，將在屏蔽中產生渦流，從而消耗電磁場的能量。入射場的頻率越高，屏蔽對其所起的衰減作用也越明顯。

用數字電壓表測量溫差電偶電動勢Ex的測量系統(tǒng)的屏蔽是典型的綜合性屏蔽措施。帶屏蔽層的絞合雙心電纜用作連接導線，屏蔽層在儀表的 L端接地。外部高壓電源線通過分布電容產生的容性漏電流ig被屏蔽層疏導到地。高壓線中的電流I在空間產生的磁通密度B將在絞合雙心線的相鄰網孔中產生約大小相等、方向相反的感應電動勢，因此它們大部分互相抵消。空間電磁波穿過儀表的金屬外殼時，其能量因產生渦流而強度減弱。同時，因外殼接地，又起到靜電屏蔽作用。如外殼采用鐵磁材料制成，還可起到屏蔽恒定磁場的作用。選用高靈敏的溫差電偶可以提高系統(tǒng)的信噪比，從而降低干擾信號的影響。為削弱干擾電壓Ecm的影響，可采用信號浮地、儀表接地系統(tǒng)，對地回路系通過溫差電偶的對地絕緣阻抗而形成。這樣，對干擾電壓Ecm既起到阻塞又起到疏導作用，因此能有效地減小它所引起的誤差。2100433B

電磁測量一方面以電工技術等為主要服務對象，另一方面它的發(fā)展一直與電工技術的發(fā)展交織在一起，成為后者的重要組成部分。同時，電磁測量又具有自己的基本理論，專門的設計原理，系統(tǒng)的測量方法和一整套電學和磁學基準以及傳遞量值的系統(tǒng)；到20世紀的中期已形成了自己的學科體系。

數字儀表出現和電磁測量系統(tǒng) 　在20世紀中期以前，電磁測量主要采用模擬技術，所生產的儀器儀表稱為模擬式或經典儀器儀表，以區(qū)別于50年代以后采用數字技術所制成的儀器儀表。實際上，即使是模擬式儀器儀表，由于新材料、新結構和新工藝的采用，它們的性能也不斷提高，并且發(fā)展出不少新的種類，如成套的變換器式電表、感應耦合比例臂電橋、感應式電流比較儀等。但在引入數字技術后，電磁測量技術發(fā)生了重大的變化。

電磁測量綜述

測量是將未知量與標準量進行比較的過程。在電磁測量中，標準器件所提供的標準量，不一定與未知量屬于同一性質，即使有同一性質，它們的量值可能相差較大。為此，在比較前需將未知量與標準量變換為同一性質和數量上可比較的量。例如機械式指示電表，多是先將標準量轉換為力矩儲存在電表的張絲或游絲中，而未知量則是利用電磁或靜電的機械力效應也轉換為同數量級的力矩以便比較，其結果以指針或光點的偏移顯示。又如較量儀器，多是將未知量和標準量在測量線路中轉換為電壓(或電流)以進行比較。兩電壓相等時，檢測儀表指零。對于機械式指示電表，可根據指針或光點在刻度盤上的位置,直接讀出測量結果。而較量儀器，如電橋,還要經數據處理計算出測量結果。若采用自動化測量，則可自動完成此步驟。

電磁測量過程

組成測量過程的每一環(huán)節(jié)，不論硬設備（各種電表、儀器、電學基準等），還是軟措施（如不同的電磁測量方法、數據處理等），都不是絕對理想和完善的，都將存在著電磁測量誤差。此外，測量系統(tǒng)外部及內部之間的各種干擾和不希望的相互影響，也將引入各種測量誤差。為了減小及消除這些誤差源，需在電表和儀器內設置電磁屏蔽，或在測量線路內采取防止干擾的措施。

隨著新材料、新工藝的出現和數字技術、電子技術、計算機的應用，進一步擴大了測量信息系統(tǒng)的功能。電磁測量將向以下幾方面發(fā)展。①利用現代物理的最新成就，建立電磁測量的自然基準，如約瑟夫森電壓基準、量子霍耳效應電阻基準。②利用磁場對光的偏轉效應，制成測大電流的電流互感器和利用泡克耳斯效應或克爾效應測高電壓。③利用微型計算機、單片機制成各種智能化儀表，構成自動測試系統(tǒng)?，F代電力系統(tǒng)的測量已與控制融為一體，形成有機的調控系統(tǒng)，其測量功能遠超過簡單的測量裝置。2100433B