电子衡器抗干扰设计与方法

何岸礁

朝阳市计量测试所 辽宁朝阳 122000

随着传感器技术、微电子技术和计算机技术的迅猛发展，及其在电子称重技术中的广泛应用，大大地推动了电子称重技术的向前发展，使之迈上了一个新台阶。随着工业经济的发展，电子衡器的应用更加广泛。电子衡器在其使用中，常常会出现各种各样的异常现象，设备的质量问题是一个方面，由于干扰和接地引起的异常也是一个不容忽视的问题，严重时可能造成设备的损坏：雷击损坏电子仪表和称重传感器等电子元件，接地不良造成显示数值的漂移，这就需要分析解决干扰这一问题[1]。

1 概述

随着电子衡器在各行各业的广泛应用，对电子衡器，特别是工业衡器的现场可操作性和抗干扰能力的要求是越来越高。近年来，随着电子技术的发展，特别是表面贴装工艺的成熟以及回流焊技术的广泛应用，为电子衡器向小型化、便携化方向发展提供了广阔的空间，更为研制功能强、性能可靠的电子衡器提供了有力的技术支撑。电子衡器是通过称重传感器来实现重量与电压的变换，经过A/D转换成二进制数字信号，再通过单片机及其模块化结构的程序设计对该衡器称重功能进行控制。实践证明，经过特殊设计的电子衡器，才能真正具有性能稳定、测量准确、抗干扰能力强等特点，且符合国际Ⅲ级秤标准的要求[2]。

2 电子衡器抗干扰设计与方法

2.1 计量测试技术在电子衡器中的应用

检测人员需要施加全方位检测，随着技术的发展，在衡器维修方面，计量测试技术发挥着越来越大的作用，接下来将会对计量测试技术进行实际运用分析。重点测试对象就存在数值变动情况的传感器。“零漂问题”，这种故障情况虽然并不常见，同时这种故障情况并不稳定。其数据会出现剧烈的波动。选用合适的接线制度对于电子衡器也非常重要，一个合适的接线制度对产品性能的稳定性有着很重要的作用。相比于传统的四线制接线法，如今得到广泛应用的六线制接线法在性能上具备更强的优势。测试人员在使用计量测试技术的时候，也会因为传感器设备接线效果不好而影响工作效率。

（1）传感器元件的电路。传感器原件的电路规范，对电子衡器的测量精确度的提升作用明显，而且在一定程度上对传感器接线盒的防潮功能也有提升作用。这些都是延长电子衡器使用寿命的有效办法。衡量器的使用寿命是其关键点之一，市场需求对其都有一个严格要求，经久耐用，因此找到行之有效的方法对衡器的发展是极为有利的。作为计量测试技术在电子衡器中应用较广的技术之一，为了能够保障其精度和准确度，规范传感器原件的电路设计的传感器接线。在接线过程中一定要非常仔细，如果在电子衡器的电路设计之中不加以注意，就很容易将六线传感器和四线传感器接错线。所以，必须严格按照相关的国家标准和行业规范进行传感器的电路设计，从而避免接线错误从而导致的一系列问题。

（2）保证电路设计在线路连接的正确性。对于电子衡器的性能来说，一个合适的接线制度的成熟应用也非常重要。将其转变为六线制，这种六线制的接线方式比较适合当前的电子衡器。通常应用的四线制，电子衡器出现质量问题的可能大，为了能够使电子衡器在保持更高稳定的同时，还要进一步的受潮问题等环境问题在接线盒中出现，测试人员可以将原有线路设计迭代优化。在升级优化的过程中，需要极其缜密的思维，去捕捉衡器产品在测试中的各项标准变化，然后对比这些测量值之间的差异，寻找能够改进优化的突破口。电子元器件的正常工作，还是对电子衡器的使用起到决定性作用。如果电子衡器的线路连接正确，便能快速开展各项测量工作，但一旦连接处错误，便会引发一系列测量事故，甚至会危害到社会安定。因此，在生产电子衡器的时候，不仅要保证电子衡器的电路设计符合规范，还要保证电路连接准确，每一个部分都要由专人进行确认，并由几个人进行反复测试，将所有可能存在问题的环节都检查一遍，如果存在问题需要及时报告并按照相关方案进行处理。

2.2 系统硬件结构的抗干扰措施

（1）LED 显示驱动为了便于安装上的方便，将 LED 显示屏与单片机所在的主板合在一起，可以有效地缩短导线的长度以提高抗干扰能力，在显示驱动芯片的电源与地之间并入220uF 和0.01uF的电容可有效地降低来自线路的干扰。

（2）称重仪表键盘部分要提高单片机（CPU）的工作效率，键盘输入部分可采用中断的方式。为了提高键盘扫描时的准确性和抗干扰能力，在软件中采用多次判断和中断扫描的方法取得键值，完成各按键的功能。

2.3 屏蔽接地技术

经实践证明，屏蔽接地技术可以实现对设备的有效保护，并且效果相对显著。屏蔽接地技术当中实际上是屏蔽技术与接地技术组合，在接地技术的基础上才能最大程度上发挥出屏蔽技术的效果。静电屏蔽技术，此时若带正电导体周围有完整的金属屏蔽体，其周围也会存在带电导体，外侧荷电与带电导体导致外侧区域会存在电场。运用接地技术处理技术屏蔽体，屏蔽体外壳的大量电荷就会被转移到大地当中，进而电场消失。屏蔽接地技术是一项具有创新意义的技术，在实际应用当中可以取得显著的效果[3]。

3 结语

在实际工作现场往往存在着多种电磁波的干扰，当干扰信号达到一定的强度时，会影响到衡器的正常工作，因此在设计中应该对电路中的敏感部件增加屏蔽罩，另外机芯电路板全部采用贴片元件，以缩小整个电路板的体积，可进一步提高抗干扰能力。实际测试表明，在设计中就考虑到来自外部的各种干扰，不但可以实现精准计量和稳定可靠的读数，轻松达到国际计量组织OIMLⅢ级秤的标准，还可拓展衡器的应用领域，在实际应用中真正做到了用户满意的效果。