電子衡器及抗干擾措施探討

[color=#D6D6D6,direction=120);]電子衡器及抗干擾措施探討

（臨鋼自動化公司  李如平）

    隨著電子產品的發展，電子衡器也得到更加廣泛的應用。目前，我公司有十幾臺套電子衡器。在其使用中，常常會出現各種各樣的異常現象，設備的質量問題是一個方面，由于干擾和接地引起的異常也是一個不容忽視的問題，嚴重時可能造成設備的損壞：雷擊損壞電子元件，接地不良造成顯示數值的漂移等，這就需要我們從根本上來分析解決干擾這一問題。
    一、主要的干擾及抑制技術
    1、電源干擾：電源干擾往往以浪涌的形式出現，如雷電或電源線上引入的感應電荷。它能引起保險絲斷、損害打印電路板、損害橋式整流器等。一個完整的接地系統對電源的干擾起著良好的保護作用。接地系統良好，能減小故障帶來的損失，系統接地對此類故障能起到有效的防止作用。
    2、交流電干擾：交流電干擾可能損壞元器件及微處理機。對交流電源，零線與地線之間電壓不應超過02V，其地線要接在接地樁上。對此類干擾最好的辦法是良好的接地以及使用對干擾有濾波作用的穩壓源。
    3、感應干擾：感應干擾是由電感破壞磁場所產生，這個干擾以尖的高電壓形式出現，它比原來的電壓要高得多，這個尖的電壓能引起各種故障，并對設備造成永久性危害。它主要表現為電容性耦合、電感性耦合、電磁場輻射三種形式，對電路主要造成共模形式的干擾。克服電場耦合干擾最有效的辦法是屏蔽。屏蔽電場耦合干擾時，導線的屏蔽層最好不要兩端連接當地線使用，因在有地環電流時，這將在屏蔽層形成磁場，干擾被屏蔽的導線。應該把屏蔽層單點接地，一般選擇它的任一端接地。抑制磁場干擾的辦法是屏蔽干擾源。但把它們都用導磁材料屏蔽起來很難做到，故只能采用一些被動的抑制技術，遠離干擾源，同時要盡量避免平行走線。
    4、無線電頻率干擾：無線電頻率干擾可能造成電子衡器顯示不準，這時要檢查接地設備是否用了長而細的導線，線的屏蔽是否良好，濾波器工作是否正常。
    5、靜電干擾：靜電干擾要比射頻干擾的破壞力大。當設備受潮時，靜電干擾就會出現，而且這種干擾比較常見。靜電干擾明顯的可能破壞傳感器及敏感組件，造成設備關閉，顯示混亂。克服這種干擾最好的辦法就是設備接地，信號線屏蔽等。
    從上可以看出，抑制各種干擾，接地不失為最好的措施，所以必須很好地了解接地技術。所謂接地是指電器回路或設備與大地，或與代替大地的導體之間導線連接。接地可起如下作用：①、提供設備與近旁物體間的低阻抗連接，以減少人身電擊危險。②、給接地故障電流提供返回電源的低阻抗通路，使熔斷器或斷路器得以動作。③、給雷電感應電流提供低阻抗的對地泄放通路。④、給靜電電荷提供對地泄放通路，以防產生電火花或電弧。接地抗干擾技術其一是避開地環電流的干擾，其二是降低公共地線阻抗的耦合干擾。
    二、接地類型及作用
    電子設備“接地”通常有兩種含義：一種是“大地”(安全地)；另一種是“系統基準地”(信號地)；接地就是指在系統與某個電位基準面之間建立低阻的導電通路。“接大地”是以地球的電位為基準，并以大地作為零電位，把電子設備的金屬外殼、電路基準點與大地相連，由于大地的電容非常大，一般認為大地的電勢為零。在弱電系統中的接地一般不是真實意義上與地球相連的接地。對于電力電子設備將地線直接接在大地上或者接在一個作為參考電位的導體上，當有電流通過該參考電位時，接地點是電路中的共同參考點，這點的電壓為0V，電路中其他各點的電壓高低都是以這點為基準的。接地方式多種多樣，我們常用到的有以下幾種：
    1、安全接地：安全接地即將高壓設備的外殼與大地連接。一是防止機殼上積累電荷，產生靜電放電而危及設備和人身安全。如電腦機箱的接地。二是當設備的絕緣損壞而機殼帶電時，促使電源的保護動作而切斷電源，以便保護工作人員的安全。三是可以屏蔽設備巨大的電場，起到保護作用。
    2、防雷接地：當電子衡器被雷擊時，不論是直接雷擊還是感應雷擊，如果缺乏相應的保護，設備都有可能受到很大損害甚至報廢。為防止雷擊，我們一般在高處設置避雷針與大地相連，以防雷擊時危及設備和人員安全。
    3、工作接地：它是為電路正常工作而提供的一個基準電位。這個基準電位一般設定為零。該基準電位可以設為電路系統中的某一點、某一段等。當該基準電位不與大地連接時，視為相對的零電位。但這種相對的零電位是不穩定的，它會隨著外界電磁場的變化而變化，使系統的參數發生變化，從而導致電路系統工作不穩定。當該基準電位與大地連接時，基準電位視為大地的零電位，而不會隨著外界電磁場的變化而變化。
    4、屏蔽接地：屏蔽與接地應當配合使用，才能起到良好的屏蔽效果。當用完整的金屬屏蔽體將帶電導體包圍起來時，在屏蔽體的內側將感應出與帶電導體等量異種的電荷，外側出現與帶電導體等量的同種電荷，因此外側仍有電荷存在。如將金屬屏蔽體接地，外側電荷將流入大地，金屬外殼將不會存在電場，相當于殼內帶電體的電場被屏蔽起來了。
   三、減少接地裝置間干擾的方法
    l、增大接地裝置間的距離，直流地與防雷地若不共用接地體，兩者間的距離不宜小于5米。
    2、接地體間的埋深差別越大，他們相互間的干擾就越少，在實際運用中，增加接地體的埋深能降低接地電阻，但不經濟，適當的增加接地體的長度，也可以收到很好的效果。
    3、高電導率物體的屏蔽作用能大大削弱來自另一側的干擾。物體越厚，屏蔽效果越好，在實際應用中，可根據現場情況，充分利用自然形成的高導電率物體。
    4、接地線引入時為防止干擾應遠離其它接地系統，特別是防雷或電力網中性點接地線系統。如果接地線很長，為防止大電流感應，要避免與大功率電力線路平行或緊粘敷設，必要時要將接地線穿鋼管屏蔽。
    四、接地方式
    將接地導線結扎在秤的基坑的接地樁上，這種方法與銅棒等效，當坑做好以后，接地導線與接地樁相連。此外使用接地樁接地時，用接地導線連接接地樁，因為接地樁會被混凝土所覆蓋，當坑建成后，接地導線與某一接地樁相連，其表面是混凝土，如果導線在混凝土內部，它會受腐蝕，帶來無效的連接，在混凝土還未形成之前，從鋼筋上焊接接地樁，這種辦法是很有效的方法。
    在做接地時，稱重系統各接地點之間距離不小于3米，垂直敷設時，垂直打入地下的深度不應小于2米，一般為3米，水平敷設時，埋設深度不應小于07米。而且，接地體應鍍鋅或鍍銅，嚴禁涂漆。采用截面不小于25平方毫米的銅線，其電阻不小于 l歐姆。地線做好后，一般接地電阻小于4歐姆。
（首屆冶金稱重技術研討會文）