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基于电子秤的干扰分析

时间:2017-07-18 06:30:06 来源:本站 点击数:602

文中基于电子的干扰问题,分析了电子的干扰特点,接着主要从称重传感器的接地和信号电缆的屏蔽和接地2个方向提出了电子秤的干扰的措施改进。

1.电子的干扰分析

因为大多数的电子在比较复杂、恶劣的环境条件下, 它的仪表系统大部分时候会受到一些不利因素的干扰,如:电 磁辐射、噪音、静电感应、雷电效应、地电位不平衡等。以上不 利因素会以串模和共模干扰方式(即耦合方式),通过耦合通 道进入到测量系统,这样就影响了信号反馈,使得测量的结果 出现偏差,也就在一定程度上降低了仪表系统的精确度和灵敏 度了,情况严重的可能导致仪表系统的瘫痪,无法正常工作。所 以需要针对这种情况采取一定的抗干扰措施,有效控制以上不 利因素带来的影响,将干扰的影响和危害尽可能降到最低,使 得电子的仪表系统维持灵敏、精确可靠的稳定状态。干扰 源是造成工业环境中耦合通道干扰的源头,干扰源种类繁多, 且原因和途径也是各种各样的,有的干扰是单独的因素引起 的,有的是几种原因共同引起的。电子秤所在的环境存在着 交织变化的各种频率、幅值不同的电磁场,较强烈的甚至会对 仪表系统造成严重的影响。大地表面被认为是理想的零电位, 但是这个并非绝对,因为很多接地装置和建筑物的避雷装置接 地等,都会对地面电位造成很大的影响,使其随时发生变化。所 以,若没有对电子的接地装置进行恰当的设置,接地导线 很可能就会引入干扰。

2.电子的干扰的措施改进

干扰源是干扰形成的直接原因,对干扰源进行抑制是抗 干扰的基本原则。干扰源产生的噪音经由一定的耦合通道,影 响仪表系统正常功能。为了使得这些干扰的影响降低或消除, 相关人员在进行仪表设计时就要将抗干扰性考虑其中,当然同 样很重要的是将干扰源找出并且采取相应的抗干扰措施。为了 使干扰的传播和耦合得到抑制,通常采取的抗干扰方式有:将 信号导线扭绞、屏蔽、接地、平衡、滤波和隔离等。其中屏蔽分 为静电屏蔽和磁场屏蔽,以下主要介绍屏蔽和相应措施。虽然 现在出现了很多先进的仪表技术,可以通过多种措施来抑制干 扰,但是对于大部分的干扰信号,比较有效的抑制方式就是屏 蔽和屏蔽接地技术,特别是变化频率与称重信号一致的干扰信 号,通过仪表技术是没有办法控制的,需要采取双层屏蔽等强 化屏蔽措施来抑制干扰。

2.1称重传感器的接地

称重传感器除了可以采取浮地的接地方式,还可以采取其 表面接地螺钉连接接地粧的方式,可以根据具体情况来考虑。 若没有接地导线带来的干扰,通常不用添加绝缘垫在电子、传感器、安装底座之间,直接连接在电子的地脚螺钉 或者预埋铁板上。添加专用接地粧在传感器和大地之间,且可 靠连接传感器表层,可以抑制共模干扰。传感器与大地恰当的 连接,不仅能使地电位变化引起的共模干扰得到有效抑制,还 能使电磁场、静电感应等引起的桥路网络上的干扰信号消除, 这是因为传感器表层有屏蔽功能,对传感器应变片的电子线路 有保护作用。

2.2信号电缆的屏蔽和接地

有线传输是仪表系统中的信号传输应用最为广泛的方式, 其大部分情况下是电压传输。因为信号线输出的电压信号比较 弱,通常是mV级的电压,而且传输到称重仪表需要一定的距离。 所以除了有用信号,经常因为各种原因会有某些无关的电压、电 流,对称重仪表造成干扰。可以通过以下几种措施,使信号传输 过程中引入的干扰得到抑制。

⑴选择屏蔽电缆作为信号电缆。在实际操作中,经常将屏 蔽层在传感器处或仪表处单端接地。

⑵信号电缆与动力线要分开。如果做不到信号电缆远离动 力线,那么就只能将金属防护管道包裹在电缆外层进行隔离屏 蔽。有一点要注意,在50赫兹工频的磁场下,非磁性屏蔽体起不 到屏蔽作用。这种情况下可以用铁管套住信号线并让铁管与大 地相连接。因为铁管的磁阻比较小,铁管内部的磁场会比较弱, 从而起到屏蔽的作用。

⑶电缆在外力作用下出现弯曲、震动等情况时,它绝缘层与 屏蔽层某些部位会出现摩擦、空隙,导致因静电效应而产生的电 荷运动,接着通过电容和电磁耦合的方式引起干扰。这种情况 下可使用同轴电缆。通常信号电缆屏蔽层的接地线路如下图:

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3.小结

电子一般是指装 有电子装置的衡器。因其种 类繁多,且涉及到贸易结算 和保护广大消费者的利益, 所以为世界各国政府普遍 关注和重视,并被确定为国 家强制管理的法制计量器 具。电子是自动化称重 控制和贸易计量的重要手 段,对加强企业管理、严格

生产、贸易结算、交通运输、港口计量和科学研究都起到了重要 作用。文中分析了电子的干扰问题,具有一定的实际意义。