電子秤的抗干擾和屏蔽接地技術(shù)

（一）屏蔽按地的必要性
電子秤作為一種精確稱量物料質(zhì)量的電子計(jì)量設(shè)備，必須有一定的安全規(guī)
范，并對(duì)各種干擾有—定的保護(hù)和屏蔽接地措施，以礬保其安全運(yùn)行。特別是
在有防爆要求的現(xiàn)場(chǎng)安裝電子秤，更應(yīng)嚴(yán)格采取防護(hù)，屏蔽和接地措施，以防
各種高壓電擊穿產(chǎn)生的可能，保證計(jì)量示值的準(zhǔn)確和穩(wěn)定。
一臺(tái)電子秤如果沒(méi)有正確的屏蔽接地和保護(hù)措施，輕者使調(diào)試工作幾經(jīng)周
折產(chǎn)生各種本來(lái)可避免的誤差因素，重者則可能使設(shè)備損壞，造成嚴(yán)重事故。
（二）電子秤的保護(hù)接地
l 電子秤的防雷接地
（1）直接雷擊接地及其它技術(shù)措施
一般電子秤都安裝在建筑物內(nèi)。由于工程建筑根據(jù)要求均會(huì)設(shè)置避雷裝置，所以，電子秤直接遭雷擊可能性很小。
但對(duì)于在建筑物外安裝的大型料斗式電子秤，由于它露天設(shè)置，有的高度甚至超過(guò)其它建筑物時(shí)，就有可能與空中帶電云團(tuán)之間產(chǎn)生放電產(chǎn)生直接雷擊。為此，必須根據(jù)規(guī)范設(shè)置獨(dú)立的避雷針，以放電效應(yīng)中和云團(tuán)中的電荷，使該類電子秤不致因雷擊而損壞。
（三）電子秤的抗干擾屏蔽接地技術(shù)
1．概述
以上介紹的是對(duì)電子秤的與通用電子設(shè)備類同的保護(hù)接地技術(shù)和措施。除此之外，電子秤還應(yīng)采取一系列抗干擾屏蔽措施，并且把屏蔽系統(tǒng)科學(xué)地接地，以保證稱重的準(zhǔn)確和示值的穩(wěn)定。
屏蔽問(wèn)題，實(shí)際是一個(gè)噪聲抑制問(wèn)題。噪聲源很多，如何正確接地是抑制噪聲的重要措施。
電子秤所處的環(huán)境，除有著各種不同的頻率和幅值的電磁場(chǎng)干擾外，安放
電子秤的大地表面不一定是理想的零電位。如各種電器設(shè)備的接地裝置、建筑、構(gòu)架的避雷針接地樁等，都能使地面電位產(chǎn)生很大差別，并且隨時(shí)會(huì)有變化。因此，電子秤的接地裝置如設(shè)置不當(dāng)，反會(huì)造成接地導(dǎo)線引入的干擾。
2．工業(yè)環(huán)境中的噪聲源及耦合途徑
（1）工頻噪聲干擾及其消除
①輸電線周圍存在著50Hz工頻交變磁場(chǎng)．若電子秤的信號(hào)電纜有相當(dāng)一段長(zhǎng)度與輸電線平行，則此時(shí)電子秤系統(tǒng)與大地之間形成的封閉回路相當(dāng)一匝線圈，工頻交變磁場(chǎng)就會(huì)在信號(hào)線上激發(fā)起一個(gè)相當(dāng)量值的電動(dòng)勢(shì)。
特別是大功率輸電線路，即使它遠(yuǎn)離電子秤的信號(hào)電纜，由于其電流大，仍然會(huì)通過(guò)電磁耦合和靜電耦合兩種途徑，在電子秤信號(hào)線上引起噪聲。
②大容量變壓器和大功率電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的漏磁磁通，它會(huì)致使影響區(qū)域內(nèi)電子秤信號(hào)線產(chǎn)生工頻電磁感應(yīng)噪聲。
③為消除或衰減工頻干擾可采取下述措施；
（a）稱重傳感器信號(hào)傳輸電纜避開(kāi)動(dòng)力線；
（b）稱重傳感器傳輸電纜的屏蔽層科學(xué)可靠接地；
（c）采用并聯(lián)供橋法，以降低系統(tǒng)的輸出阻抗；
（d）當(dāng)無(wú)法將電子秤信號(hào)電纜與動(dòng)力線隔離時(shí)，應(yīng)在傳輸電纜外加金屬防護(hù)管，并將管子接地。
（2）電子開(kāi)關(guān)。脈沖發(fā)生器引起的干擾
某些電子鋁件在工作時(shí)雖不產(chǎn)生火花放電，但由于線路內(nèi)電流劇變時(shí)產(chǎn)生陡的前沿，會(huì)使產(chǎn)生的高能量脈沖心磁場(chǎng)，通過(guò)電磁感應(yīng)方式耦合到電子秤的信號(hào)電路中，從而激發(fā)出高次諧波，產(chǎn)生很大的噪聲。這種高頻干擾，除采用屏蔽及屏蔽接地措施外，不可用100μf電容接在稱重顯示儀表的濾波電路上使其入地。
（3）射頻干擾
在任何空間因廣播、電視、通訊、郵電、雷達(dá)等設(shè)備及企業(yè)的高頻淬火等，均存在著數(shù)以千計(jì)的各種頻率的射頻電磁場(chǎng)。電子秤的信號(hào)線，相當(dāng)于一根接收天線，盡管遠(yuǎn)離各種發(fā)射臺(tái)，但仍會(huì)以電磁輻射耦合方式（天線效應(yīng)）引入這種射頻干擾。電磁磁場(chǎng)在“天線”上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，稱重顯示器中的低通濾波器能將其高頻分量濾掉。但低頻分量仍能通過(guò)低通濾波器，以致對(duì)電子秤信號(hào)產(chǎn)生干擾。
（4）放電噪聲干擾
①火花放電噪聲干擾，如雷電、臺(tái)風(fēng)、低氣壓、寒帶風(fēng)雪、火山噴煙、地震等自然變化，均會(huì)產(chǎn)生火花放電。它們通過(guò)電磁感應(yīng)途徑，在電子秤的信號(hào)線上引起40kHz以! 勺的低頻噪聲；
②工礦作業(yè)放電引起的噪聲干擾，如電焊、電火花、切割、直流電機(jī)的電刷、工業(yè)及民用電器的開(kāi)關(guān)、汽車的點(diǎn)火裝置、電車導(dǎo)線、日光燈、整流器的瞬間放電等，工作時(shí)均會(huì)產(chǎn)生火花放電。它們也以電磁場(chǎng)形式，沖擊電子秤的信號(hào)線路器起干擾。
③電暈放電噪聲，在超高壓大功串輸電線路和變電設(shè)備上，會(huì)產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象。電暈放電時(shí)產(chǎn)生的高頻振蕩，對(duì)電子秤線路會(huì)產(chǎn)生一種寬頻帶，強(qiáng)度高的噪聲。
（5）工業(yè)環(huán)境大地引入的噪聲及傳輸途徑
①概述
大地電位總的來(lái)說(shuō)是零電位。但局部地區(qū)的地電位，事實(shí)上經(jīng)常有波動(dòng)，即使在空曠的平地，當(dāng)風(fēng)沙飛揚(yáng)時(shí)，地電位也不可能是零。地電位劇烈變化的頻率大致在幾百赫茲，但有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生上千赫茲的變化脈沖，其峰值在mV或μV量級(jí)。地電位的這種變化，通過(guò)電子秤的接地線，足以使高靈敏度的稱重顯示器產(chǎn)生干擾。
尤其碰到雷擊，大電流通過(guò)避雷針和其它設(shè)備的防雷接地樁疏流時(shí)，會(huì)引起地電位的大幅度變化。
大功率電器設(shè)備的漏電、電天開(kāi)關(guān)、負(fù)載的變化等原因也是引起地電位變化的另一個(gè)重要原因。
②噪聲引入的途徑之一——共模干擾。
地電位的上述變化能通過(guò)設(shè)備地腳螺釘、設(shè)備本身及稱重傳感器的安裝底座，傳入稱重傳感器外殼。帶電外殼通過(guò)分布電容禍合到稱重傳感器內(nèi)部的應(yīng)變電橋中去，使傳感器輸出信號(hào)產(chǎn)生噪聲。
當(dāng)采用的前置放大器為差分輸入時(shí)，似乎理論上不會(huì)產(chǎn)生這種干擾。但由于放大器內(nèi)部元件的參數(shù)不可能對(duì)稱，所以放大后的信號(hào)還會(huì)存在這種共模干擾噪聲。如從這一角度考慮。在地電位變化較大的地點(diǎn)，稱重傳感器的外殼擬浮地為宜。
③噪聲引入途徑之二…共接地線的對(duì)地電流引入的阻抗噪聲
電子秤中若干個(gè)稱重傳感器與稱重顯示器共用一接地線，則稱重顯示器地線或某一稱重傳感器地線入地電流的變化，就會(huì)在這條公共接地線始端產(chǎn)生電位變化，從而對(duì)其它單元產(chǎn)生噪聲。實(shí)踐證明，只要接地線足夠粗，布置對(duì)稱并減小線路電阻，就能保證共接地電位不變。
④噪聲引入途徑之三一雙點(diǎn)接地引入的噪聲
若電纜屏蔽線一端接稱重傳感器外殼，另一端接稱重顯示器外殼，并且兩端分別接地，則由于兩個(gè)地電位的不一致，便會(huì)產(chǎn)生以大地為連線的回路電流，從而屏蔽層內(nèi)的電流以電磁感應(yīng)和電容耦合兩種途徑，使電子秤信號(hào)線產(chǎn)生噪聲。
綜上所述，為了減少地電位變化引入的噪聲，應(yīng)采取屏蔽系統(tǒng)單端入地，加大地線截面積、減少地線電阻，當(dāng)必要時(shí)，也可采取良稱重傳感器浮地措施。
（6）其它噪聲
①電纜噪聲—一當(dāng)電纜受到?jīng)_擊、振動(dòng)時(shí)，其絕緣層與屏蔽層之間會(huì)產(chǎn)生局部分離和摩擦，以致由于靜電效應(yīng)會(huì)在屏蔽層產(chǎn)生電荷運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)會(huì)以電容耦合、電磁耦合方式在電子秤信號(hào)。線上產(chǎn)生噪聲。為此，必要時(shí)可采用同軸電纜予以克服。
②熱噪聲——溫度變化引起電子秤的參數(shù)變化及焊接時(shí)產(chǎn)生的熱電勢(shì)，使電子秤信號(hào)中產(chǎn)生的噪聲。此類噪聲不能用屏蔽解決，而需要通過(guò)對(duì)器件的老化、篩選以及溫度補(bǔ)償工藝等措施加以克服。
③電化學(xué)噪聲——由電蝕（電池效應(yīng)）引起的電位差。
④接觸噪聲——電子數(shù)線路中接觸電阻變化或接觸不良，虛焊等引起的噪聲。這種噪聲的功率密度與頻率的倒成正比。
⑤共電源噪聲——電子秤電源若與其它電器設(shè)備共用一個(gè)電源，則其它設(shè)備的電流變化，會(huì)對(duì)電子秤產(chǎn)生干擾。為此，電子秤的電源輸入端，應(yīng)加接一交流穩(wěn)壓器，以穩(wěn)定電源。