电磁测量屏蔽屏蔽原则

屏蔽的基本原则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。

通道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。

干扰源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。

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。

屏蔽方法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的测量系统的屏蔽是典型的综合性屏蔽措施。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。2100433B

电磁测量一方面以电工技术等为主要服务对象，另一方面它的发展一直与电工技术的发展交织在一起，成为后者的重要组成部分。同时，电磁测量又具有自己的基本理论，专门的设计原理，系统的测量方法和一整套电学和磁学基准以及传递量值的系统；到20世纪的中期已形成了自己的学科体系。

数字仪表出现和电磁测量系统 　在20世纪中期以前，电磁测量主要采用模拟技术，所生产的仪器仪表称为模拟式或经典仪器仪表，以区别于50年代以后采用数字技术所制成的仪器仪表。实际上，即使是模拟式仪器仪表，由于新材料、新结构和新工艺的采用，它们的性能也不断提高，并且发展出不少新的种类，如成套的变换器式电表、感应耦合比例臂电桥、感应式电流比较仪等。但在引入数字技术后，电磁测量技术发生了重大的变化。

电磁测量综述

测量是将未知量与标准量进行比较的过程。在电磁测量中，标准器件所提供的标准量，不一定与未知量属于同一性质，即使有同一性质，它们的量值可能相差较大。为此，在比较前需将未知量与标准量变换为同一性质和数量上可比较的量。例如机械式指示电表，多是先将标准量转换为力矩储存在电表的张丝或游丝中，而未知量则是利用电磁或静电的机械力效应也转换为同数量级的力矩以便比较，其结果以指针或光点的偏移显示。又如较量仪器，多是将未知量和标准量在测量线路中转换为电压(或电流)以进行比较。两电压相等时，检测仪表指零。对于机械式指示电表，可根据指针或光点在刻度盘上的位置,直接读出测量结果。而较量仪器，如电桥,还要经数据处理计算出测量结果。若采用自动化测量，则可自动完成此步骤。

电磁测量过程

组成测量过程的每一环节，不论硬设备（各种电表、仪器、电学基准等），还是软措施（如不同的电磁测量方法、数据处理等），都不是绝对理想和完善的，都将存在着电磁测量误差。此外，测量系统外部及内部之间的各种干扰和不希望的相互影响，也将引入各种测量误差。为了减小及消除这些误差源，需在电表和仪器内设置电磁屏蔽，或在测量线路内采取防止干扰的措施。

随着新材料、新工艺的出现和数字技术、电子技术、计算机的应用，进一步扩大了测量信息系统的功能。电磁测量将向以下几方面发展。①利用现代物理的最新成就，建立电磁测量的自然基准，如约瑟夫森电压基准、量子霍耳效应电阻基准。②利用磁场对光的偏转效应，制成测大电流的电流互感器和利用泡克耳斯效应或克尔效应测高电压。③利用微型计算机、单片机制成各种智能化仪表，构成自动测试系统。现代电力系统的测量已与控制融为一体，形成有机的调控系统，其测量功能远超过简单的测量装置。2100433B