电子称重仪表在实际工作遭受的电磁干扰及防护措施

在恶劣的环境下使用电子称重仪表,会受到来自环境中电磁干扰的影响。今天我们就一起来看一下,电子称重仪表在实际使用中最常见的三种电磁干扰方法,了解电子称重仪表在实际工作条件下遭受电磁干扰的方式和防护措施。

一、雷击浪涌
1、雷击的原因和影响
在电子称重仪器的应用中,雷击是破坏性比较大的一种电磁干扰,常见的干扰方法是直接击中电源线以产生电涌。这种浪涌是异常大的、微妙级的电流脉冲。其单位能量为2.5MJ/Ω~10MJ/Ω,如此大量的能量会由于瞬间过压而损坏电子称重仪表。
2、防雷措施
(1)最基本的防雷措施是在设计和开发阶段就为仪器电路板增加防雷保护。例如:在电源线的前面添加一个电涌保护器(SPD)。SPD分为开关型SPD、压力限制型SPD、组合型SPD,设计人员可以根据不同需求添加不同类型的电涌保护器。更为可靠的是联合型SPD,它通过开关型部件和限压型部件联合组装在一起。根据两者的联合参数和应用电压特性,可以形成电压开关和电压限制的组合,也就是联合型SPD。但是同时,产品成本在一定程度上增加了,因此可以综合考虑。
(2)接地保护是防雷的另一有效措施,也是正常使用SPD的必要条件。在电子称重仪表的现场应用中,尤其是在雷电高发地区,接地连接的可靠性和必要性是比较重要的。这等效于给雷电干扰一个泄放通道。可以使用特定的措施将电表的电源端子的接地线连接到外壳的裸机,并通过足够粗的多股铜芯线连接到接地网络,以形成等电位并确保接地电阻小于4Ω。
二、静电干扰
1、静电的原因及其影响
静电放电是这样的过程,其中当带电体周围的场强超过周围介质的电介质击穿场强时,由于电介质的电离,带电体上的静电荷部分或完全消失。当静电导体之间的电压超过空气和它们之间的绝缘介质的击穿电压时,将发生电弧。产生电弧时,在0.7ns~10ns的时间内会产生数十甚至数百安培的电弧电流。如此大的电流会立即损坏电子组件。
当仪器在容易产生静电的环境中使用时,特别是在煤矿,面粉厂,建筑工地等尘土较多的环境中,会经常发生静电干扰。这是因为在上述应用场合中的空气中含有大量的灰尘颗粒。这些颗粒可以吸收干燥空气中的大量静电,一旦它们进入仪器并串入电路板,它们将损坏电路板上的关键组件。这些组件的使用寿命会减少,甚至芯片会损坏,从而使仪器完全无法正常工作。发生静电放电的另一种方式是在安装和调试期间,由于行走,操作或与其他物体接触,分离或静电感应,空间电荷吸附等原因,人体的正负电荷失衡,因此人体对地面的电势不为零。人体也是静电的来源。售后人员调试安装仪表时,如果不采取防静电措施,人体携带的静电可能会通过外壳的接线端子进入电路板,从而击穿并损坏组件。
2、静电防护措施
鉴于上述静电产生的原因,可以着重考虑称重场所的静电防护的以下方面:
(1)设计外壳时,请考虑采用防尘设计,例如在外壳的连接处添加橡胶垫。
(2)在设计PCB时,请考虑在外壳的裸露端子上增加滤波器组件。
(3)进行PCB接线时,请尝试使其更加合理。重要的数据线和时钟线路做包地处理,以减小信号的回流面积并降低其接收高频磁场的能力,将模拟地与数字地进行隔离。
(4)在安装调试过程中,人员应进行静电防护。例如,戴上防静电手套和防静电靴可以减少静电的产生和扩散。
(5)在敏感的芯片和组件上添加静电屏蔽,以减少静电辐射的危害。
(6)良好的接地是防止静电干扰的必要措施。
三、电快速脉冲群干扰
1、电快速脉冲群的原因和影响
快速电脉冲组干扰是由于在断开或连接感性负载时,开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳而引起的一系列开关处的暂态脉冲(脉冲群)干扰引起的。这种脉冲的上升时间快、能量低、频率高。通常,它不会损坏设备或组件,但会导致仪器故障,异常显示和程序失控。
在某些具有大功率电气设备的称重应用中,例如建筑工地,工厂等,当打开或关闭大功率设备时,电感负载(例如电动机)将产生脉冲群干扰,这将污染电网和在同一位置。电网中的称重仪器会受到这些干扰的影响,这可能会导致显示电路故障或异常的击键。
2、电快速脉冲群的保护措施
(1)快速脉冲群通常通过三种方式干扰仪器电源系统,信号线和控制线:传导性耦合,电容电感耦合和电磁辐射耦合。广谱干扰通过电源线以共模方式耦合到系统中,很难消除,但是可以将吸收过滤器添加到电源入口端。该滤波器通常使用具有高电阻率和磁导率的铁氧体材料。低频信号可以通过而不会衰减,而高频信号将非常高。衰减很大。因此,添加滤波器对于抑制电源侧的干扰非常有效。
(2)数字电路部分的保护可以通过在直流电源端子处添加一个滤波器来实现。注意滤波器的良好接地,可以很好地抑制外部干扰。电容器滤波被添加到电源输入中,并且如有必要,可以添加磁珠来滤除高频干扰。
(3)接线时请尽量合理。强弱电流的布线隔离,模拟地和数字地的隔离,这些常用的处理方法应经常使用。对于某些金属外壳仪表,PCB接地点和外壳连接线应尽可能不与电路板交叉,并且应选择最近的外壳连接点进行接地。
(4)对于快速脉冲群的空间辐射干扰,在仪器和传感器之间使用双层屏蔽线可以更好地解决此问题。

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