基于電子衡器的干擾分析

張建宇

摘 要：文中基于電子衡器的干擾問題，分析了電子衡器的干擾特點，接著主要從稱重傳感器的接地和信號電纜的屏蔽和接地2個方向提出了電子衡器的干擾的措施改進。

關鍵詞：電子衡器；干擾；稱重傳感器；信號電纜；屏蔽

1 電子衡器的干擾分析

因為大多數的電子衡器在比較復雜、惡劣的環境條件下，它的儀表系統大部分時候會受到一些不利因素的干擾，如：電磁輻射、噪音、靜電感應、雷電效應、地電位不平衡等。以上不利因素會以串模和共模干擾方式（即耦合方式），通過耦合通道進入到測量系統，這樣就影響了信號反饋，使得測量的結果出現偏差，也就在一定程度上降低了儀表系統的精確度和靈敏度了，情況嚴重的可能導致儀表系統的癱瘓，無法正常工作。所以需要針對這種情況采取一定的抗干擾措施，有效控制以上不利因素帶來的影響，將干擾的影響和危害盡可能降到最低，使得電子衡器的儀表系統維持靈敏、精確可靠的穩定狀態。干擾源是造成工業環境中耦合通道干擾的源頭，干擾源種類繁多，且原因和途徑也是各種各樣的，有的干擾是單獨的因素引起的，有的是幾種原因共同引起的。電子衡器所在的環境存在著交織變化的各種頻率、幅值不同的電磁場，較強烈的甚至會對儀表系統造成嚴重的影響。大地表面被認為是理想的零電位，但是這個并非絕對，因為很多接地裝置和建筑物的避雷裝置接地等，都會對地面電位造成很大的影響，使其隨時發生變化。所以，若沒有對電子衡器的接地裝置進行恰當的設置，接地導線很可能就會引入干擾。

2 電子衡器的干擾的措施改進

干擾源是干擾形成的直接原因，對干擾源進行抑制是抗干擾的基本原則。干擾源產生的噪音經由一定的耦合通道，影響儀表系統正常功能。為了使得這些干擾的影響降低或消除，相關人員在進行儀表設計時就要將抗干擾性考慮其中，當然同樣很重要的是將干擾源找出并且采取相應的抗干擾措施。為了使干擾的傳播和耦合得到抑制，通常采取的抗干擾方式有：將信號導線扭絞、屏蔽、接地、平衡、濾波和隔離等。其中屏蔽分為靜電屏蔽和磁場屏蔽，以下主要介紹屏蔽和相應措施。雖然現在出現了很多先進的儀表技術，可以通過多種措施來抑制干擾，但是對于大部分的干擾信號，比較有效的抑制方式就是屏蔽和屏蔽接地技術，特別是變化頻率與稱重信號一致的干擾信號，通過儀表技術是沒有辦法控制的，需要采取雙層屏蔽等強化屏蔽措施來抑制干擾。

2.1 稱重傳感器的接地

稱重傳感器除了可以采取浮地的接地方式，還可以采取其表面接地螺釘連接接地樁的方式，可以根據具體情況來考慮。若沒有接地導線帶來的干擾，通常不用添加絕緣墊在電子衡器、傳感器、安裝底座之間，直接連接在電子衡器的地腳螺釘或者預埋鐵板上。添加專用接地樁在傳感器和大地之間，且可靠連接傳感器表層，可以抑制共模干擾。傳感器與大地恰當的連接，不僅能使地電位變化引起的共模干擾得到有效抑制，還能使電磁場、靜電感應等引起的橋路網絡上的干擾信號消除，這是因為傳感器表層有屏蔽功能，對傳感器應變片的電子線路有保護作用。

2.2 信號電纜的屏蔽和接地

有線傳輸是儀表系統中的信號傳輸應用最為廣泛的方式，其大部分情況下是電壓傳輸。因為信號線輸出的電壓信號比較弱，通常是mV級的電壓，而且傳輸到稱重儀表需要一定的距離。所以除了有用信號，經常因為各種原因會有某些無關的電壓、電流，對稱重儀表造成干擾。可以通過以下幾種措施，使信號傳輸過程中引入的干擾得到抑制。

⑴選擇屏蔽電纜作為信號電纜。在實際操作中，經常將屏蔽層在傳感器處或儀表處單端接地。

⑵信號電纜與動力線要分開。如果做不到信號電纜遠離動力線，那么就只能將金屬防護管道包裹在電纜外層進行隔離屏蔽。有一點要注意，在50赫茲工頻的磁場下，非磁性屏蔽體起不到屏蔽作用。這種情況下可以用鐵管套住信號線并讓鐵管與大地相連接。因為鐵管的磁阻比較小，鐵管內部的磁場會比較弱，從而起到屏蔽的作用。

⑶電纜在外力作用下出現彎曲、震動等情況時，它絕緣層與屏蔽層某些部位會出現摩擦、空隙，導致因靜電效應而產生的電荷運動，接著通過電容和電磁耦合的方式引起干擾。這種情況下可使用同軸電纜。通常信號電纜屏蔽層的接地線路如下圖：

3 小結

電子衡器一般是指裝有電子裝置的衡器。因其種類繁多，且涉及到貿易結算和保護廣大消費者的利益，所以為世界各國政府普遍關注和重視，并被確定為國家強制管理的法制計量器具。電子衡器是自動化稱重控制和貿易計量的重要手段，對加強企業管理、嚴格生產、貿易結算、交通運輸、港口計量和科學研究都起到了重要作用。文中分析了電子衡器的干擾問題，具有一定的實際意義。

[參考文獻]

[1]荊大永.電子衡器的干擾分析及抑制[J].衡器，2011，02：23-25+29.

[2]劉秉霞，趙國壘，許福國.電子衡器的防護技術[J].衡器，2011，08：43-47.

[3]包力.淺析電子衡器的故障檢測方法[J].計量與測試技術，2012，03：29-30+33.

[4]周昱松.電子衡器稱重傳感器的選擇和載荷分配的調整[J].衡器，2009，02：50-54.

[5]喬浩平.電子衡器計量測試問題分析[J].黑龍江科技信息，2013，10：10.