基于电子衡器的干扰分析

张建宇

摘 要：文中基于电子衡器的干扰问题，分析了电子衡器的干扰特点，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个方向提出了电子衡器的干扰的措施改进。

关键词：电子衡器；干扰；称重传感器；信号电缆；屏蔽

1 电子衡器的干扰分析

因为大多数的电子衡器在比较复杂、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，使得电子衡器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。电子衡器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，若没有对电子衡器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 电子衡器的干扰的措施改进

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桩的方式，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衡器、传感器、安装底座之间，直接连接在电子衡器的地脚螺钉或者预埋铁板上。添加专用接地桩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：

3 小结

电子衡器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。电子衡器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。文中分析了电子衡器的干扰问题，具有一定的实际意义。

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