傳感器作為一種將非電氣參數轉換為電氣信號的設備，其應用遍布工業、農業、國防、日常生活、教育及科學研究等多個領域。然而，在實際應用中，傳感器經常面臨各種干擾，這些干擾不僅影響其測量精度，甚至可能導致整個檢測系統無法正常工作。因此，抗干擾技術成為傳感器應用中的重要一環，宛如矛與盾的較量，既是對干擾的防范，也是對系統穩定性的守護。

干擾源及種類

傳感器所受的干擾種類繁多，主要來源于電磁場、電源網絡、信號傳輸路徑及環境因素等。其中，電網尖峰脈沖干擾對傳感器及儀器儀表的危害尤為嚴重，這種干擾通常由電焊機、大電機、可控硅整流系統等大功率感性負載的啟停產生，可達幾百伏甚至幾千伏。此外，工業電網的欠壓或過壓、信號線的綁扎干擾、多路開關或保持器性能不佳、空間電磁干擾、溫度變化及腐蝕性氣體等也會影響傳感器的可靠性。 干擾類型包括常模干擾和共模干擾。常模干擾通常是由周圍較強的交變磁場引起，使儀器受周圍交變磁場影響而產生交流電動勢形成干擾。共模干擾則是指干擾信號在兩條線上各流過一部分，以地為公共回路，通常來源于設備對地漏電、地電位差、線路本身具有對地干擾等。

抗干擾技術

面對復雜的干擾環境，傳感器及儀器儀表需要采取多種抗干擾技術以確保其正常工作。

屏蔽技術：利用金屬材料制成容器，將需要保護的電路包在其中，可以有效防止電場或磁場的干擾。屏蔽技術分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻磁屏蔽。靜電屏蔽通過密閉金屬容器與地線相連，防止外部干擾電場影響內部電路；電磁屏蔽利用渦流磁場抵消高頻干擾磁場；低頻磁屏蔽則使用高導磁材料將低頻干擾磁力線限制在磁阻較小的磁屏蔽內部。

接地技術：正確的接地能夠有效地抑制外來干擾，同時提高測試系統的可靠性。接地分為保護接地、屏蔽接地和信號接地。保護接地以安全為目的，屏蔽接地防止干擾測量裝置，信號接地則是電子裝置輸入與輸出的零信號電位的公共線。不同的傳感器檢測條件對接地方式也有不同的要求，需要選擇合適的接地方式，如單點接地和多點接地。

濾波技術：濾波器是抑制交流串模干擾的有效手段之一。常見的濾波電路包括Rc濾波器、交流電源濾波器和直流電源濾波器。Rc濾波器適用于信號變化較慢的傳感器，如熱電偶、應變計等，可以較好地抑制串模干擾。交流電源濾波器用于抑制混入電源的噪聲，直流電源濾波器則用于避免通過電源內阻造成多個電路間的互相干擾。

光電耦合技術：光電耦合器是一種電光電的耦合器件，其輸入與輸出在電氣上是絕緣的，因此能有效提高系統的抗共模干擾能力。即使在輸入回路有干擾的情況下，只要干擾在門限之內，就不會對輸出造成影響。

硬件與軟件結合：硬件線路可以通過干擾控制器、超級隔離變壓器、壓敏電阻等方式抑制尖峰干擾。軟件方面，可以采用編程進行時間濾波，使用看門狗技術監控CPU狀態，一旦檢測到干擾引起的“飛程序”，即觸發系統復位中斷，保證智能儀器回到正常程序。

總結

傳感器及儀器儀表的抗干擾技術是一場持久的較量，既要應對不斷變化的干擾源，又要確保系統的穩定性和精度。通過屏蔽技術、接地技術、濾波技術、光電耦合技術及硬件與軟件結合的綜合應用，可以有效提升傳感器的抗干擾能力，保障其在各種復雜環境下的正常工作。然而，抗干擾技術的發展仍面臨諸多挑戰，需要科研人員不斷探索和創新，以適應未來科技發展的需求。在這場矛與盾的較量中，唯有不斷進步，方能立于不敗之地。