工業(yè)電子稱重系統(tǒng)抗電磁干擾的有效方法

工業(yè)電子臺(tái)秤現(xiàn)場智能電子稱重控制管理技術(shù)極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)電子臺(tái)秤的抗電磁*力直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，抗干擾設(shè)計(jì)的依據(jù)來源于現(xiàn)場電磁干擾環(huán)境的了解和干擾信號(hào)作用于電子電路的物理機(jī)制。因此電子稱重控制管理的電磁干擾現(xiàn)象和抑制措施，無疑是很有意義的。

工業(yè)電子臺(tái)稱重是測量物體重量[質(zhì)量]的工具。綜觀世界的稱重發(fā)展歷史，從靜態(tài)平衡原理的比較稱重，到后來的杠桿稱重、發(fā)展到游砣秤[磅秤]機(jī)械秤，隨后又出現(xiàn)了利用力變形原理稱重的彈簧秤。上世紀(jì)后半葉，隨著電子工業(yè)和非電量電測技術(shù)的不斷發(fā)展，稱重技術(shù)進(jìn)入了電子稱重時(shí)代。利用電磁原理的電子天平，稱重精度高穩(wěn)定準(zhǔn)確。

工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場電磁干擾工業(yè)電子臺(tái)秤對電子電路的干擾的環(huán)境要求

電場和磁場均可分為恒定場和交變場兩類，靜電場、直流電產(chǎn)生的電場屬恒定電場；*磁鐵、直流電流產(chǎn)生的磁場屬恒定磁場。交變的電壓和電流分別產(chǎn)生交變電場和交變磁場。恒定場會(huì)對某些電子器件產(chǎn)生作用，例如恒定電場和恒定磁場均會(huì)使示波管中的電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)；靜電場會(huì)使物體產(chǎn)生電荷聚集，改變物體電位，出現(xiàn)“帶電”現(xiàn)象。工業(yè)電子秤采用應(yīng)變測量技術(shù),稱重傳感器的輸出信號(hào)為mV級，所以很容易受到電磁干擾。一定強(qiáng)度的恒定磁場會(huì)使干簧繼電器吸合、儀表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)等等。但這些現(xiàn)象因其行為結(jié)果表現(xiàn)為單一不變，不會(huì)隨機(jī)改變電路中電信號(hào)的參數(shù)，故只能稱為影響而不能稱作干擾。而交變的電場和磁場往往會(huì)隨機(jī)地改變極性、強(qiáng)度、頻率等，破壞電路中的正常電信號(hào)，它會(huì)改變模擬電路信號(hào)波形、參數(shù)，擾亂數(shù)字電路的邏輯關(guān)系、隨機(jī)篡改數(shù)字式計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值或者存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。在多數(shù)情況下這些行為表現(xiàn)為隨機(jī)性、擾動(dòng)性，因此稱為干擾[1]。干擾的程度取決于交變電磁場的變化速率和強(qiáng)度，同等強(qiáng)度的電磁場，變化速率越大則干擾越嚴(yán)重。

工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場產(chǎn)生的電磁干擾源的數(shù)量和強(qiáng)度，取決于生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的組成系統(tǒng)復(fù)雜程度及用電設(shè)備的種類、數(shù)量、功率等因素。總的來說，凡是有電流快速變化(或者有突變)的設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。

工業(yè)電子臺(tái)秤現(xiàn)場智能電子稱重控制系統(tǒng)，一方面遭受工業(yè)現(xiàn)場的用電設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾，另一方面其本身也產(chǎn)生電磁干擾，即自己干擾著自己。由于這種干擾源和被干擾對象往往在同一塊電路板上，或同在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，距離很近，因此若處理不當(dāng)，其干擾程度可能相當(dāng)嚴(yán)重。防止工業(yè)電子稱重系統(tǒng)抗電磁干擾的有效方法：

 1-繼電器帶載觸頭動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的電壓、電流快速變化引起的干擾及其抑制。這種干擾是電子電路產(chǎn)生的zui為嚴(yán)重的干擾(其嚴(yán)重程度還與電路中繼電器數(shù)量成正比)。抑制這種干擾zui有效的方法是在繼電器觸頭上并接R-C吸收回路或連接L-C緩沖回路。R取值為10~100 Ω，C取值為0.2~0.01 μ， L取值為1~50 μH。這些元件的連接越靠近觸點(diǎn)則效果越好(或者采用固態(tài)繼電器)，但只適用交流負(fù)載。

2-電源線串?dāng)_，電源線包括在印制電路板(PCB)上的各個(gè)芯片、器件的電源通路。所謂串?dāng)_即干擾信號(hào)與正常信號(hào)是串聯(lián)疊加的。因電源通路存在分布參數(shù)，即存在一定的阻抗，又承載著測控電路中zui大的電流，電路中各種芯片、器件工作時(shí)會(huì)使電源線中的電流發(fā)生變化，特別是數(shù)字電路工作時(shí)，會(huì)引起較大的電源電流瞬間跳變，這種跳變的電流便會(huì)在電源線的阻抗上產(chǎn)生跳變電壓。解決的方法是在電源進(jìn)線端加接L-C濾波環(huán)節(jié)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)在各芯片引腳處的電源與地之間(VCC與GND之間)并接高頻電容器，取值在0.047~0.47 μF范圍內(nèi)。該電容器應(yīng)盡量靠近芯片引腳。

3-實(shí)踐中對于測控電路硬件與軟件方面也有一些值得推薦的抗干擾方法，對于提高測控系統(tǒng)抗干擾水平均有作用。這些方法包括： (1)晶振與CPU引腳盡量靠近，晶振外殼接地并固定。(2)功率器件與CPU的地線分開走線，各自單獨(dú)接電源公共端。(3)CPU的I/O口線、電源線、電路板連接線等關(guān)鍵部位，使用抗干擾元件，如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器。(4)PCB布線時(shí)，電源線和地線盡量粗，盡量減少環(huán)路面積。(5)將CPU閑置的I/O口接地或通過電阻接正電源。其他IC的閑置端在不改變正常邏輯的情況下也應(yīng)同樣處理，決不可懸空。(6)CPU使用電源監(jiān)控及看門狗電路。工業(yè)現(xiàn)場的抗干擾對策是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的技術(shù)，抗干擾效果取決于實(shí)施者對現(xiàn)場設(shè)備和測控電路產(chǎn)生的干擾源的了解程度、電子技術(shù)運(yùn)用技巧以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

總之,在工業(yè)電子臺(tái)秤的實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用中,要嚴(yán)格注意電磁干擾對稱重系統(tǒng)的影響,要作到具體情況具體分析解決.

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