什么是电磁测量屏蔽?

[拼音]：dianci celiang pingbi

[外文]：shielding in electromagnetic measurement

为防止电磁干扰引起测量误差所采取的一种措施。造成电磁测量误差的条件是：

（1）存在干扰源；

（2）存在干扰信号进入被干扰部分的途径及转换成误差的可能性。要对测量系统施行有效的电磁屏蔽，首先要找出干扰源是在测量系统内部还是外部，继而要研究干扰的性质、特点和通道。这样才能采取正确的防护措施和消除因干扰引起的误差。

电磁测量中遇到的干扰源有外部干扰源和内部干扰源两类。外部干扰源指测量系统之外的电磁干扰，常见的有高电压、大功率输电线或用电器件在空间形成的电场、磁场、电磁场；天电、空间电磁场；地磁以及两接地点间的电压降等。内部干扰源指测量系统内存在的电磁干扰，常见的有电源变压器的漏磁场；测量线路和元件所产生的电场与磁场、绝缘漏电等。电磁测量中影响较大的主要是外部干扰源。

电磁干扰信号进入被干扰部分的途径，通常有通过固体绝缘的漏电流，通过绝缘及空间的容性漏电流；恒定磁场通过空间直接进入被干扰部分；交变电磁场在被干扰部分中产生感应电动势；空间电场通过测量系统的裸露部分(如接线柱)进入电路等。此外，干扰信号能否产生误差还与它进入被干扰部分的部位及其内部结构有关。

针对干扰信号的特性，实施屏蔽措施的基本原则是：

（1）覆没：提高信号电平，降低干扰与信号电平之比。

（2）阻塞：采用屏蔽、绝缘等隔离措施，阻止干扰信号进入被干扰部分。

（3）疏导：给干扰信号设置一个通路，使其绕过易受干扰的部分。

（4）抵消：采用特殊结构使干扰信号产生两个大小相等、方向相反的误差，以互相抵消。

（5）修正：已知测量结果与干扰信号所引起的误差之间的关系，在刻度或读数时加更正值。

（6）吸收：使干扰信号通过屏蔽时因损耗而减弱强度。

根据屏蔽的基本原则，常采用以下屏蔽方法。

（1）绝缘隔离：增大绝缘电阻，减少泄漏电流。

（2）屏蔽隔离：将被防护的电路或部件用金属屏蔽围护起来，并给屏蔽以一定的电位（包括地电位），用以阻止或减小泄漏电流，或使泄漏电流按一不产生误差的通路流动。屏蔽接地可以切断静电场，形成良好的静电屏蔽。如用金属磁性材料制成屏蔽，还可同时旁路低频和恒定磁通，形成直流电磁屏蔽。屏蔽和绝缘两种方法交替使用，还可以在不增加屏蔽总厚度的前提下获得更好的屏蔽效果。

（3）无定向结构:用双绞线、同轴电缆做信号往返通路;或采用两个相同的测量机构，使电磁感应在其中引起的干扰感应电动势互相抵消；或使恒定磁场的影响自行消除。

（4）电磁屏蔽：交变电磁场或电磁波进入金属屏蔽时，将在屏蔽中产生涡流，从而消耗电磁场的能量。入射场的频率越高，屏蔽对其所起的衰减作用也越明显。

用数字电压表测量温差电偶电动势Ex的测量系统的屏蔽（见图）是典型的综合性屏蔽措施。图中带屏蔽层的绞合双心电缆用作连接导线，屏蔽层在仪表的 L端接地。外部高压电源线通过分布电容产生的容性漏电流ig被屏蔽层疏导到地。高压线中的电流I在空间产生的磁通密度B将在绞合双心线的相邻网孔中产生约大小相等、方向相反的感应电动势，因此它们大部分互相抵消。空间电磁波穿过仪表的金属外壳时，其能量因产生涡流而强度减弱。同时，因外壳接地，又起到静电屏蔽作用。如外壳采用铁磁材料制成，还可起到屏蔽恒定磁场的作用。选用高灵敏的温差电偶可以提高系统的信噪比，从而降低干扰信号的影响。为削弱干扰电压Ecm的影响，可采用图中所示信号浮地、仪表接地系统，对地回路系通过温差电偶的对地绝缘阻抗而形成。这样，对干扰电压Ecm既起到阻塞又起到疏导作用，因此能有效地减小它所引起的误差。