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一、概述
隨著電子技術(shù)在稱重系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，稱重技術(shù)也隨之迅猛發(fā)展，特別是大規(guī)模的集成電路應(yīng)用，使得電子稱重儀表走向精密化、智能化及多功能化，極大的提高了稱重技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展。
也正是由于大量電子技術(shù)的應(yīng)用及電子稱重儀表使用場(chǎng)合的多樣化，導(dǎo)致目前電子稱重儀表故障率大大增加。特別是惡劣的使用環(huán)境使電子稱重儀表時(shí)時(shí)刻刻都在遭受著來(lái)自環(huán)境中電磁干擾的沖擊，這也給儀表設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了一系列的設(shè)計(jì)難題。本文通過(guò)對(duì)電子稱重儀表實(shí)際使用過(guò)程中三個(gè)最常見(jiàn)的電磁干擾方式來(lái)進(jìn)行分析，希望能讓讀者對(duì)電子稱重儀表在實(shí)際工況下遭受電磁干擾的方式及其防護(hù)措施有所了解。
二、電磁干擾類型及其防護(hù)措施
（一）雷擊浪涌
（1）雷擊產(chǎn)生原因及其影響
雷擊應(yīng)該是電子稱重儀表應(yīng)用中破壞性最大的一種電磁干擾，其最常見(jiàn)的干擾方式是通過(guò)直接擊中電源線產(chǎn)生電涌，這種電涌是異常大的、微妙級(jí)的電流脈沖。其單位能量在2.5MJ/Ω~10MJ/Ω。如此大的能量可使電子稱重儀表受到瞬間過(guò)壓的損壞。
（2）雷擊防護(hù)措施
1）防雷最基本的措施是從設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段在儀表線路板中加入防雷保護(hù)。例如：在電源進(jìn)線前端增加一個(gè)電涌保護(hù)器（SPD）。SPD分為開(kāi)關(guān)型SPD、限壓型SPD、聯(lián)合型SPD。設(shè)計(jì)者可根據(jù)不同需求加裝不同類型的電涌保護(hù)器。其中較為可靠的是聯(lián)合型SPD，它由開(kāi)關(guān)型部件和限壓型部件聯(lián)合組裝在一起，根據(jù)二者的聯(lián)合參數(shù)和應(yīng)用電壓特性可組成具有電壓開(kāi)關(guān)和限壓這兩種特性兼有的聯(lián)合型SPD。但同時(shí)在一定程度上增加產(chǎn)品成本，因此可綜合考慮。
2）接地保護(hù)是防雷的另一種有效措施，也是正常使用SPD的必要條件，在電子稱重儀表現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，特別是雷電高發(fā)區(qū)，接地連接的可靠性及必要性顯得尤為重要。這相當(dāng)于給雷電干擾一個(gè)泄放通道。具體措施可采用儀表電源端地線連接殼體裸露金屬并通過(guò)足夠粗的多股銅芯線接入地網(wǎng)，形成等電位，并保證接地電阻小于4Ω。
（二）靜電干擾
（1）靜電產(chǎn)生原因及其影響
靜電放電是帶電體周圍的場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)周圍介質(zhì)的絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，因介質(zhì)產(chǎn)生電離而使帶電體上的靜電荷部分或者全部消失的過(guò)程。當(dāng)靜電導(dǎo)體之間的電壓超過(guò)他們之間空氣和絕緣介質(zhì)的擊穿電壓時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧產(chǎn)生時(shí)會(huì)在0.7ns~10ns的時(shí)間里產(chǎn)生幾十甚至上百安培的電弧電流，如此強(qiáng)大的電流會(huì)在瞬間損壞電子元器件。
當(dāng)儀表使用在靜電易發(fā)環(huán)境時(shí)，特別是使用場(chǎng)合為煤礦、面粉加工廠、建筑工地等粉塵顆粒較多的環(huán)境，靜電干擾會(huì)產(chǎn)生的非常頻繁。這是因?yàn)樯鲜鍪褂脠?chǎng)合的空氣中含有大量粉塵顆粒，這些顆粒在干燥的空氣中可吸附大量的靜電，一旦進(jìn)入儀表內(nèi)部并串入線路板中，便會(huì)對(duì)線路板中的關(guān)鍵元器件造成破壞。輕則降低元器件使用壽命，重則擊穿芯片，使儀表完全不能正常工作。靜電放電產(chǎn)生的另一個(gè)途徑是發(fā)生在安裝調(diào)試過(guò)程中。人體由于行走、操作或與其他物體接觸、分離或因靜電感應(yīng)，空間電荷吸附等原因使其正負(fù)極性電荷失去平衡，從而使人體對(duì)地電位不為零。因此人體本身也是一個(gè)靜電產(chǎn)生源。售后人員對(duì)儀表進(jìn)行調(diào)試安裝時(shí)，如果沒(méi)有采取防靜電措施，人體攜帶的靜電便有可能通過(guò)殼體的接線端子串入線路板，并擊穿損壞元器件。
（2）靜電防護(hù)措施
針對(duì)上述靜電產(chǎn)生原因，稱重現(xiàn)場(chǎng)的靜電防護(hù)可著重考慮以下幾方面內(nèi)容：
1）殼體設(shè)計(jì)時(shí)考慮防塵設(shè)計(jì)，例如在殼體連接處增加橡膠墊。
2）PCB設(shè)計(jì)時(shí)考慮在殼體裸露的接線端子處增加濾波元器件。
3）在PCB布線時(shí)盡量更加合理。重要的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線路做包地處理，減小信號(hào)的回流面積，降低其接受高頻磁場(chǎng)的能力。模擬地與數(shù)字地進(jìn)行隔離處理。
4）安裝調(diào)試過(guò)程中，工作人員應(yīng)進(jìn)行靜電防護(hù)。例如佩戴防靜電手套、穿防靜電靴，這樣可以減少靜電產(chǎn)生和傳播的途徑。
5）對(duì)敏感芯片和元器件增加靜電防護(hù)罩，以減少靜電輻射危害。
6）良好的接地是防靜電干擾的必要措施。
（三）電快速脈沖群干擾
（1）電快速脈沖群產(chǎn)生原因及其影響
電快速脈沖群干擾的產(chǎn)生是由于感性負(fù)載在斷開(kāi)或者接通時(shí)因?yàn)殚_(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等緣故，在開(kāi)關(guān)處會(huì)產(chǎn)生一連串的暫態(tài)脈沖（脈沖群）干擾。這種脈沖上升時(shí)間快、能量低、頻率高，一般不會(huì)對(duì)設(shè)備或器件造成損壞，但會(huì)引起儀表的誤操作、顯示異常和程序跑飛等現(xiàn)象。
在某些擁有大功率用電設(shè)備的稱重應(yīng)用場(chǎng)合下，如建筑工地、工廠等，在大功率設(shè)備開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)，電機(jī)等感性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生脈沖群干擾，從而污染電網(wǎng)，同處在同一電網(wǎng)中的稱重儀表便會(huì)遭受這些干擾，導(dǎo)致顯示電路故障或者按鍵異常。
（2）電快速脈沖群防護(hù)措施
1）電快速脈沖群一般通過(guò)傳導(dǎo)性耦合、電容電感耦合及電磁輻射耦合三條途徑來(lái)對(duì)儀表電源系統(tǒng)、信號(hào)線及控制線進(jìn)行干擾。廣譜的干擾通過(guò)電源線以共模的方式耦合進(jìn)入系統(tǒng)很難消除。但可以在電源進(jìn)線端增加吸收式濾波器，該濾波器一般采用鐵氧體材料，有很高的電阻率和磁導(dǎo)率，低頻信號(hào)可以基本無(wú)衰減的通過(guò)，而高頻信號(hào)會(huì)得到很大的衰減。因此增加濾波器對(duì)電源端干擾抑制是非常有效的。
2）對(duì)數(shù)字電路部分的防護(hù)可以通過(guò)在直流供電端增加濾波器，注意將濾波器良好的接地，它能很好的抑制外來(lái)干擾。電源輸入端增加電容濾波，必要時(shí)可增加磁珠來(lái)濾除高頻干擾。
3）在PCB布線時(shí)盡量合理。強(qiáng)弱電的布線隔離，模擬地與數(shù)字地的隔離，這些常用的處理方法應(yīng)經(jīng)常使用。對(duì)于一些金屬外殼的儀表，PCB接地點(diǎn)與外殼連接線應(yīng)盡量不要橫跨線路板，選擇就近的殼體連接點(diǎn)進(jìn)行接地連接。
4）對(duì)于快速脈沖群的空間輻射干擾，儀表與傳感器的連接線使用雙層屏蔽導(dǎo)線可較好的解決這一問(wèn)題。
三、結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)大量客戶現(xiàn)場(chǎng)的反饋進(jìn)行分析，總結(jié)了實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合下的電磁干擾對(duì)電子稱重儀表的幾種主要干擾形式，并對(duì)如何進(jìn)行簡(jiǎn)單有效的電磁防護(hù)進(jìn)行了概要分析。希望能給各位讀者一些啟示，如有不當(dāng)之處請(qǐng)各位同行批評(píng)指正。