雙絞／屏蔽應用實例

電磁幹擾

在去年夏天炎熱的，費城郊外的一家製造工廠裏， 暖通空調安裝人員正在準備測量他們(men) 所安裝的設備的製 冷。 他們(men) 將一隻熱電偶探頭插入一根嶄新空調風管 中，這是*重新設計的製冷係統的一部分，該係統將 使工廠悶熱的環境成為(wei) 曆史。

暖通空調工作組期待著儀(yi) 表讀數遠遠低於(yu) 90ºF的環境溫 度。但他們(men) 卻得到了超出預計的數值。溫度儀(yi) 表的LED 閃爍著999.9的數字。

“肯定不對，”工作組中的一名新員工盯著溫度儀(yi) 表 大喊到。一名經驗更豐(feng) 富的同事卻沒有如此疑惑。他很 快發現熱電偶線通路太靠近空調壓縮機電機了。溫度儀(yi) 表不隻是讀取了探頭感應到的熱量。由於(yu) 壓縮機衝(chong) 擊未 屏蔽的熱電偶線造成了電磁幹擾，所以儀(yi) 表會(hui) 處於(yu) 混亂(luan) 狀態。

大多數電機會(hui) 產(chan) 生這樣的電磁幹擾(EMI)或噪聲，稱為(wei) 射頻幹擾(RFI)。許多其它電氣裝置也或多或少地產(chan) 生電 磁幹擾。在家裏，電磁幹擾源包括變光開關(guan) （產(chan) 生起警 告作用的嗡嗡聲）、屋頂風扇、電動跑步機一類運動器 械和微波爐。（早期微波爐的電磁幹擾泄漏對裝有心髒 起搏器的人構成危險，但當今政府對泄漏的嚴(yan) 格限製以 及已成為(wei) 心髒起搏器標準的屏蔽導線大大降低了這種擔 憂。）

在工廠車間中，點焊機、弧焊機和感應焊機一類產(chan) 生火 花的機械會(hui) 產(chan) 生嚴(yan) 重的電磁幹擾，計算機數控(CNC)車 床和銑床、由大電機驅動的其它設備、高亮度燈、繼電 器和對講機也會(hui) 產(chan) 生嚴(yan) 重的電磁幹擾。於(yu) *的 手機，它所發射的低等級能量可能不會(hui) 影響費城工廠中 使用的那一類熱監測係統。

可阻止該工廠中儀(yi) 表謬誤讀數的是雙絞/屏蔽熱電偶線或 電纜 – 它們(men) 是抗電磁幹擾的有效的線材。

“屏蔽雙絞線是一個(ge) 良好的開端，因為(wei) 溫度儀(yi) 表中的導 線如果不加以，會(hui) 起到天線的作用，”OMEGA工 程部長期負責電磁幹擾問題的Frank Welsh說。 “熱電偶探頭設計用於(yu) 感應溫度，而不是電磁輻射。問 題出在熱電偶電路會(hui) 收集無關(guan) 的信息，或者噪聲，並將 其傳(chuan) 送給儀(yi) 表。”

在新澤西州布裏奇波特市的OMEGA製造工廠，Welsh 負責管理消聲室，這是一個(ge) 非常安靜的厚壁實驗室，牆 壁上覆蓋著成千上萬(wan) 塊尖角泡沫隔音板。隔音板吸收電 磁波，使技術人員能夠嚴(yan) 格地控製Omega製造的溫度儀(yi) 表、壓力傳(chuan) 感器和其它裝置的測試。

布裏奇波特工廠也是OMEGA生產(chan) 雙絞/屏蔽熱電偶線的 地方 – 產(chan) 量比其它任何工廠都大。通過屏蔽，熱電偶線 起天線作用的地方縮小到一個(ge) 小點，是探頭。在 情況下甚探頭也需要屏蔽，雖然很可能會(hui) 以將讀數時 間從(cong) 幾毫秒延長到幾秒為(wei) 代價(jia) 。根據OMEGA專(zhuan) 家的觀 點，在傳(chuan) 感裝置上使用雙絞/屏蔽熱電偶線可將電磁幹擾 降低500到1000倍，幾乎能解決(jue) 大多數應用中的問題。

“無論是用作措施還是解決(jue) 已知噪聲問題，雙絞/ 屏蔽線都代表著一種經濟型現場安裝解決(jue) 方案，”布裏 奇波特工廠副總裁和工廠Jim Ferguson說。在接 到傳(chuan) 感器的導線長於(yu) 幾英尺時，以及較大的電機有幹 擾傳(chuan) 感器讀數的威脅時，OMEGA使用雙絞/屏蔽 線。“我們(men) 工廠的探頭組件中使用的導線都是我們(men) 自 己生產(chan) 的，因此您可以相信我們(men) 在遵守高的標 準，”Ferguson補充道。

OMEGA的標準雙絞/屏蔽熱電偶線由PVC絕緣的、帶 ANSI或IEC色標的線芯組成，線芯與(yu) 鍍錫銅排擾線絞 合在一起，再用鍍鋁聚酯帶纏繞。纏繞層上再覆蓋一層 PVC。鍍鋁聚酯帶和排擾線用於(yu) 阻止電磁幹擾，PVC用 於(yu) 防潮、防化學腐蝕、抗磨損、抗紫外線。有些製造商 隻用聚乙烯進行絕緣，OMEGA還提供用於(yu) 應用的聚 四氟乙烯絕緣。為(wei) 達到耐用性和柔軟性，可采用不 鏽鋼和鍍錫銅編織屏蔽層，用鍍錫銅電屏蔽。 長度範圍從(cong) 25英尺的方便線軸到10000英尺。

“製造電纜時，我們(men) 非常注重細節，”負責OMEGA元件 製造分部OEM銷售的Robert Lesutis說：“我們(men) 在絞合 時將地線加在線芯之間的空隙中。我們(men) 的電纜製造是獨 一無二的，因為(wei) 將地線與(yu) 線芯絞在一起，而非隻將其附 在線芯麵上。”

OMEGA還製造、儲(chu) 存和供應在探頭和儀(yi) 器連接處屏蔽 電氣噪聲的產(chan) 品，包括HGKMQSS係列低噪聲熱電 偶探頭和高溫標準連接器HFSTW-K-M，該連接器 抑製電磁幹擾的鋅鐵氧體(ti) 芯。公司還生產(chan) 標準GST和微 型GMP低噪聲連接器，可方便地線與(yu) 探頭和延長線的 連接。

對雙絞/屏蔽線的大需求可能來自使用大型自動化設備 的製造商，如計算機芯片製造商或設備生產(chan) 商。這些操作需要穩定地反饋實時數據，它們(men) 也會(hui) 產(chan) 生 很高的電磁幹擾等級。過去主要在實驗室中收集製造數 據，這是從(cong) 電磁方麵講相對安靜的環境。但現在，對於(yu) 那些能夠噪聲的能幹之人來說，工廠車間本身可 以成為(wei) 一間充滿信息的實驗室。

用雙絞/屏蔽線的傳(chuan) 感器在航天應用中也很普遍，在 這類應用中，持續暴露於(yu) 電磁幹擾是標準狀態。例如： 在空間探索和衛星通信中，如果這些應用所需的、

靈敏電子裝置沒有電磁 幹擾屏障，宇宙射線（ *頻率的電磁波）將 會(hui) 肆虐。

電流信號相對較抗電磁 幹擾，與(yu) 電壓信號相比， 電流信號可以傳(chuan) 輸很長 的距離。因此，對於(yu) 噪 聲很大的應用，可以選 擇在惡劣的環境中從(cong) 電 壓轉為(wei) 電流，例如使用 雙絞/屏蔽線結合信號 調節器，如OMEGA的 iDRN/iDRX係列變送 器中的一種，安裝在 35 mm DIN導軌上。該係列中的所有型號的設計都可直 接與(yu) 各種傳(chuan) 感器一起工作，而且一般不需要額外元件。