浅谈实验室电磁干扰防预

六安职业技术学院毕业设计（论文）浅谈实验室电子测量仪器防电磁干扰姓名：陆小飞学号：093093指导教师：石春林专业名称：应用电子技术所在系部：信息工程系二○一二年六月-2-毕业论文（设计）开题报告学生姓名陆小飞班级应电0902指导教师石春林学号093093毕业论文（设计）题目浅谈实验室电子测量仪器防电磁干扰随着科学技术的进步，微电子技术的应用、计算机普及、通信技术的发展、工业、科学、医疗用设备的广泛应用使电磁环境恶化，电磁干扰日益严重，计量测试专业实验室都大量、普遍地使用各种电、磁测量仪器和测量标准。美国仪表协会规定，Ⅰ等、Ⅱ等实验室的电磁干扰平均场强不应大于100/mμⅤ；在我国，如电能表等多种技术标准、检定规程，都对实验室的电磁环境加以限制，规定除地磁场外，应“不存在影响测量结果的电磁干扰”。目前，我国还没有对各类实验室给出电磁干扰允许值的定量标准。同时电磁干扰社会化趋势，给人民生活带来许多不便。例如，武汉天河机场未启用前，从南湖机场起飞或降落的飞机会对下面的电视机产生严重干扰。飞机起降时地处飞机下面的武昌城区电视图像抖动，几万户居民长期遭受电磁干扰之苦；又如新建居民小区或花园楼房安装了电子防盗报警系统，该系统开关电源产生的电磁干扰使附近休闲在家的人无法收听收音机。使用大功率无绳电话、手机、家用游戏机等能发射电磁波的电子装置时，电视屏幕上会出现讨厌的明暗条纹、雪花、闪烁和抖动；病房内使用手机很容易引起电子心脏起搏器停搏、输液泵电子开关误动作，中断病人输液等，直接危及病人的安全；电磁干扰日趋社会化，给人们的和平生活带来不安和危险。因此，掌握和应用电磁干扰与防护技术，对提高检测质量和减少对人危害是十分重要的。通过本论文课题的研究，预计达到:在通过本次实践过后能够在以后的实验过程中能够最大减少因电磁干扰而造成的数据误差。具体安排进度：2012年3月1日—3月30日，………………；2012年4月1日—4月30日，………………；2012年5月1日—5月31日，………………。指导教师评语-3-毕业论文（设计）成绩评定指导教师意见答辩专家组意见系专业教学委员会意见-4-摘要在一百多年以前，人类一直生活在没有人造电磁辐射的自然环境中。那时，自然界产生的电磁辐射主要是太阳的光辐射、宇宙射线、地球磁场辐射和地球热辐射等。人类已经适应了这种天然的电磁环境。今天，多种多样的电气和电子设备已广泛应用于国民经济的各个方面，而且还在继续迅速地扩大和发展。与此同时，电磁干扰现象也随之增大并日趋严重，它不仅在通信领域中对信号的产生、传播和接收造成了极大的影响，而且给人类社会的生产与生活带来了不容忽视的危害。本课题将浅显地向广大电子爱好者谈谈电磁干扰的危害，使读者重视电磁干扰造成的环境污染和实验过程中带来的数据误差，自觉地维护电磁环境文明。关键字：电磁辐射、光辐射、电磁干扰的危害AbstractInahundredyearsago,humanshadbeenlivinginnoartificialelectromagneticradiationinthenaturalenvironment.Atthattime,thenatureoftheelectromagneticradiationproducedmainlyisthesun'srayoflight,cosmicrays,theearth'smagneticfieldradiationandtheearthradiation,etc.Humanbeingshavebeenusedtothenaturalelectromagneticenvironment.Today,awidevarietyofelectricalandelectronicequipmentiswidelyusedallaspectsofeconomicsystemandwasontherapidlyexpandinganddevelopment.Meanwhile,electromagneticinterferencephenomenonisgettinghigherandmoreandmoreserious,itnotonlyinthefieldofcommunicationstosignaltheemergenceandspreadandreceivecausedgreatinfluence,andtothehumansocietyofproductionandlifebroughttheharmthatnotsallowtoignore.Thistopicwillbeplaintogeneralelectronicloversaboutthedangersofelectromagneticinterference,makethereaderattentionelectromagneticinterferencecausedbyenvironmentalpollutionandtheexperimentalprocesstheerrorscausedbyelectromagneticenvironment,consciouslysafeguardingcivilizationKeyWords:Electromagneticradiation,irradiation,theharmofelectromagneticinterference5目录引言第一章电磁干扰的概述1.1电磁干扰的概念1.2电磁干扰的来源1.3电磁干扰的分类1.4传播途径第二章电磁波的危害2.1电磁波对人类社会的危害2.2电磁波对电子装置造成的危害第三章预防电磁波的方法第四章结束语第五章致谢参考文献6引言随着全球科学技术的不断发展与创新，为我们的生活带来了很大的方便，在带来方便的同时也为我们带来不少的负面影响，比如我们实验室最常见也是最容易被忽略掉的电磁波，从科学的角度来说，电磁波是能量的一种凡是能够释出能量的物体，都会释出电磁波。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。电磁波辐射是近三四十年才被人们认识的一种新的环境污染，现在人们对电磁辐射仍处于认识和研究阶段。由于它看不见、摸不着、不易察觉，所以容易引起人们的疑虑。另外，有些关于电磁辐射的报道不太客观、缺乏科学性，导致了不必要的误解和恐慌。一般地说，判定电磁辐射是否对居住环境造成污染，应从电磁波辐射强度、主辐射方向、与辐射源的距离、持续时间等几方面综合考虑。所以，在加强电磁防护同时，对电磁波污染问题也应采取科学的态度，客观分析、严肃对待，切不可人云亦云，不负责的盲目夸大，造成人们认识的混乱。当然，随着科学技术水平的发展，人们对电磁波污染及其危害的认识会逐渐深人，许多谜底终将被揭开。7第一章电磁干扰的概述1.1电磁干扰的概念：电磁干扰（ElectromagneticInterference简称EMI），是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象，有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络，在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。所谓“干扰”,指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思。第一层意思如雷电使收音机产生杂音,摩托车在附近行驶后电视画面出现雪花,拿起电话后听到无线电声音等,这些可以简称其为与“BCI”“TVI”“TelI”,这些缩写中都有相同的“I”（干扰）（BC：广播）。那么EMI标准和EMI检测是EMI的哪部分呢？理所当然是第二层含义,即干扰源,也包括受到干扰之前的电磁能量。理论和实践的研究表明，不管复杂系统还是简单装置，任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件：首先应该具有骚扰源；其次有传播干扰能量的途径和通道；第三还必须有被干扰对象的响应。在电磁兼容性理论中把被干扰对象统称为敏感设备（或敏感器）。1.2电磁干扰的来源:电磁干扰是指使测量设备、装置或系统性能下降、工作不正常或发生故障的电磁骚扰。而在测量领域，人们常把来自测量设备或系统外部的无关信号称为干扰。电磁干扰源种类繁多，实验室测量环境中直接影响测量对象及测量设备的干扰来源可分为：自然干扰源和人为干扰源。(1)自然干扰源大气噪声干扰和静电放电：前者如雷电产生的火花放电，属于脉冲宽8带干扰，其覆盖的频谱从数Hz到100MHz以上，传播的距离相当远；后者如人体、设备上所积累的静电电压可高达几万伏直到几十万伏，常以电晕或火花方式放掉。静电放电产生强大的瞬间电流和电磁脉冲，会导致静电敏感器件及设备的损坏。(2)人为干扰源：人为干扰源指由电子仪器和其他人工装置产生的电磁干扰。这里所说的人为干扰源都是指无意识的干扰。任何电子设备都可能产生人为干扰。一些常见的测量环境的干扰源有：1）无线电发射设备：移动通信系统、广播、导航及无线电接力通信系统，如微波接力、卫星通信等。因发射的功率大，其基波信号可产生功能性干扰；谐波及乱真发射构成非功能性的无用信号干扰；2）高频设备：如超声探伤仪、高频理疗设备等强大的输出功率除通过空间辐射干扰外，还通过工频电力网干扰远方的设备；3）电力设备：电机、继电器、电梯等。电力系统中的非线性负载、不间断电源等固态电源转换设备产生大量谐波涌入电网成为干扰源。日光灯等照明设备也产生辉光放电噪声干扰；4）小型电器设备：例如：电子计算机、电磁开恒温电器设备等都会产生干扰。1.3电磁干扰的分类：电磁干扰源种类繁多，可按不同的方法进行分类。对测量环境中直接影响测量及测量设备的干扰来源可分为自然干扰源和人为干扰源。自然干扰源包括：(1)大气噪声干扰：如雷电产生的火花放电、属于脉冲宽带干扰，其覆盖从数Hz到100MHz以上．传播的距离相当远。(2)太阳噪声干扰：指太阳黑子的辐射噪声。在太阳黑子活动期．黑子的爆发．可产生比平稳期高数千倍的强烈噪声．致使通信中断。(3)宁宙噪声：指来自银河系的噪声。(4)静电放电：人体、设备上所积累的静电电压可高达几万伏直到几十万伙．常以电晕或火花方式放掉，称为静电放电。静电放电产生强大的瞬间电流和电磁脉冲，会导致静电敏感器件及设备的损坏。静电放电属脉冲宽带干扰、频谱成分从直流一直连续剑中频频段。9人为干扰源指而电气电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。这里所说的人为干扰源都是指无意识的干扰。至于为了达到某种目的而有意施放的干扰,可分为：(1)无线电发射设备：包括移动通信系统、广播、电视、雷达、导航及无线电接力通信系统．如微波接力，卫星通信等。因发射的功率大，其基波信号可产生功能性干扰；谐波及乱真发射构成非功能性的无用信号干扰。(2)工业、科学、医疗(ISM)设备：如感应加热设备、高频电焊机、X光机、高频理疗设备等．强大的输出功率除通过空间辐射干扰外，还通过工频电力网干扰远方的设备。(3)电力设备：包括伺服电机、电钻、继电器、电梯等设备通、断产生的电流剧变及伴随的电火花成为干扰源：电力系统中的非线性负载(如电弧炉等)、间断电源(UPS)等同态电源转换设备产生大量谐波涌入电网成为干扰源：日光灯等照明设备也产生辉光放电噪声干扰。(4)汽车、内燃机点火系统：汽车点火系统产生宽带干扰，从几百千赫到几百兆赫干扰强度几乎不变。(5)电网干扰：指由50Hz交流电网强大的电磁场和大地漏电流产生的干扰，以及高压输电线的电晕和绝缘断裂等接触不良产生的微弧和受污染导体表而的电火花。(6)高速数字电子设备：包括计算机和相关设备。第二章电磁干扰的危害2.1电磁波对人类社会的危害(1)、电磁干扰是无线电的大敌在50年代，一部50W的短波电台通信距离可达1000km；到了80年代，一部250W的短波电台通信距离一般小于500km。其根本原因是80年代电磁干扰比50年代增强了许多倍。现代社会日益增多的电磁干