在各種工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，電子稱重儀表的廣泛應(yīng)用，都需要電子稱重儀表 有著可靠的性能。這也給各個(gè)儀表生產(chǎn)商提出了新的要求，即在惡劣的電磁環(huán)境下，儀表能 否抵抗外界的電磁干擾而正?？煽康墓ぷ鳌１疚牧信e了三種工況下最常見的電磁干擾并對(duì)其 進(jìn)行分析，并提出一些簡(jiǎn)單有效的防護(hù)措施，供各位讀者參考。

一、概述

隨著電子技術(shù)在稱重系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，稱 重技術(shù)也隨之迅猛發(fā)展，特別是大規(guī)模的集成電 路應(yīng)用，使得電子稱重儀表走向精密化、智能化 及多功能化，極大的提高了稱重技術(shù)在各個(gè)行業(yè) 的應(yīng)用和發(fā)展。

也正是由于大量電子技術(shù)的應(yīng)用及電子稱重 儀表使用場(chǎng)合的多樣化，導(dǎo)致目前電子稱重儀表 故障率大大增加。特別是惡劣的使用環(huán)境使電子 稱重儀表時(shí)時(shí)刻刻都在遭受著來自環(huán)境中電磁干 擾的沖擊，這也給儀表設(shè)計(jì)開發(fā)者帶來了一系列 的設(shè)計(jì)難題。本文通過對(duì)電子稱重儀表實(shí)際使用 過程中三個(gè)最常見的電磁干擾方式來進(jìn)行分析， 希望能讓讀者對(duì)電子稱重儀表在實(shí)際工況下遭受 電磁干擾的方式及其防護(hù)措施有所了解。

二、電磁干擾類型及其防護(hù)措施

(一)雷擊浪涌

(1）雷擊產(chǎn)生原因及其影響

雷擊應(yīng)該是電子稱重儀表應(yīng)用中破壞性最大 的一種電磁干擾，其最常見的干擾方式是通過直 接擊中電源線產(chǎn)生電涌，這種電涌是異常大的、 微妙級(jí)的電流脈沖。其單位能量在2.5 MJ/Q?10MJ/Q。如此大的能量可使電子稱重儀表 受到瞬間過壓的損壞。

(2）雷擊防護(hù)措施

1）防雷最基本的措施是從設(shè)計(jì)開發(fā)階段在儀 表線路板中加入防雷保護(hù)。例如：在電源進(jìn)線前 端增加一個(gè)電涌保護(hù)器（SPD。SPD分為開關(guān)型 SPD、限壓型SPD、聯(lián)合型SPD。設(shè)計(jì)者可根據(jù)不 同需求加裝不同類型的電涌保護(hù)器。其中較為可 靠的是聯(lián)合型SPD，它由開關(guān)型部件和限壓型部件 聯(lián)合組裝在一起，根據(jù)二者的聯(lián)合參數(shù)和應(yīng)用電 壓特性可組成具有電壓開關(guān)和限壓這兩種特性兼 有的聯(lián)合型SPD。但同時(shí)在一定程度上增加產(chǎn)品成本，因此可綜合考慮。

2）接地保護(hù)是防雷的另一種有效措施，也是 正常使用SPD的必要條件，在電子稱重儀表現(xiàn)場(chǎng) 應(yīng)用中，特別是雷電高發(fā)區(qū)，接地連接的可靠性 及必要性顯得尤為重要。這相當(dāng)于給雷電干擾一 個(gè)泄放通道。具體措施可采用儀表電源端地線連 接殼體裸露金屬并通過足夠粗的多股銅芯線接入 地網(wǎng)，形成等電位，并保證接地電阻小于4Q。

(二）靜電干擾

(1）靜電產(chǎn)生原因及其影響

靜電放電是帶電體周圍的場(chǎng)強(qiáng)超過周圍介質(zhì) 的絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，因介質(zhì)產(chǎn)生電離而使帶電體 上的靜電荷部分或者全部消失的過程。當(dāng)靜電導(dǎo) 體之間的電壓超過他們之間空氣和絕緣介質(zhì)的擊 穿電壓時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧產(chǎn)生時(shí)會(huì)在 0.7ns~10ns的時(shí)間里產(chǎn)生幾十甚至上百安培的電 弧電流，如此強(qiáng)大的電流會(huì)在瞬間損壞電子元器 件。

當(dāng)儀表使用在靜電易發(fā)環(huán)境時(shí)，特別是使用 場(chǎng)合為煤礦、面粉加工廠、建筑工地等粉塵顆粒 較多的環(huán)境，靜電干擾會(huì)產(chǎn)生的非常頻繁。這是 因?yàn)樯鲜鍪褂脠?chǎng)合的空氣中含有大量粉塵顆粒， 這些顆粒在干燥的空氣中可吸附大量的靜電，一 旦進(jìn)入儀表內(nèi)部并串入線路板中，便會(huì)對(duì)線路板 中的關(guān)鍵元器件造成破壞。輕則降低元器件使用 壽命，重則擊穿芯片，使儀表完全不能正常工作。 靜電放電產(chǎn)生的另一個(gè)途徑是發(fā)生在安裝調(diào)試過 程中。人體由于行走、操作或與其他物體接觸、 分離或因靜電感應(yīng)，空間電荷吸附等原因使其正 負(fù)極性電荷失去平衡，從而使人體對(duì)地電位不為 零。因此人體本身也是一個(gè)靜電產(chǎn)生源。售后人 員對(duì)儀表進(jìn)行調(diào)試安裝時(shí)，如果沒有采取防靜電 措施，人體攜帶的靜電便有可能通過殼體的接線 端子串入線路板，并擊穿損壞元器件。

(2）靜電防護(hù)措施

針對(duì)上述靜電產(chǎn)生原因，稱重現(xiàn)場(chǎng)的靜電防 護(hù)可著重考慮以下幾方面內(nèi)容：

1）殼體設(shè)計(jì)時(shí)考慮防塵設(shè)計(jì)，例如在殼體連 接處增加橡膠墊。

2） PCB設(shè)計(jì)時(shí)考慮在殼體裸露的接線端子處增加濾波元器件。

3）在PCB布線時(shí)盡量更加合理。重要的數(shù)據(jù) 線和時(shí)鐘線路做包地處理，減小信號(hào)的回流面積， 降低其接受高頻磁場(chǎng)的能力。模擬地與數(shù)字地進(jìn) 行隔離處理。

4）安裝調(diào)試過程中，工作人員應(yīng)進(jìn)行靜電防 護(hù)。例如佩戴防靜電手套、穿防靜電靴，這樣可 以減少靜電產(chǎn)生和傳播的途徑。

5）對(duì)敏感芯片和元器件增加靜電防護(hù)罩，以 減少靜電輻射危害。

6）良好的接地是防靜電干擾的必要措施。

(三）電快速脈沖群干擾

（1）電快速脈沖群產(chǎn)生原因及其影響

電快速脈沖群干擾的產(chǎn)生是由于感性負(fù)載在 斷開或者接通時(shí)因?yàn)殚_關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或 觸點(diǎn)彈跳等緣故，在開關(guān)處會(huì)產(chǎn)生一連串的暫態(tài) 脈沖（脈沖群）干擾。這種脈沖上升時(shí)間快、能 量低、頻率高，一般不會(huì)對(duì)設(shè)備或器件造成損壞， 但會(huì)引起儀表的誤操作、顯示異常和程序跑飛等 現(xiàn)象。

在某些擁有大功率用電設(shè)備的稱重應(yīng)用場(chǎng)合 下，如建筑工地、工廠等，在大功率設(shè)備開啟或 關(guān)閉時(shí)，電機(jī)等感性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生脈沖群干擾，從 而污染電網(wǎng)，同處在同一電網(wǎng)中的稱重儀表便會(huì) 遭受這些干擾，導(dǎo)致顯示電路故障或者按鍵異常。

(2 ）電快速脈沖群防護(hù)措施

1）電快速脈沖群一般通過傳導(dǎo)性耦合、電容 電感耦合及電磁輻射耦合三條途徑來對(duì)儀表電源 系統(tǒng)、信號(hào)線及控制線進(jìn)行干擾。廣譜的干擾通 過電源線以共模的方式耦合進(jìn)入系統(tǒng)很難消除。 但可以在電源進(jìn)線端增加吸收式濾波器，該濾波 器一般采用鐵氧體材料，有很高的電阻率和磁導(dǎo) 率，低頻信號(hào)可以基本無衰減的通過，而高頻信 號(hào)會(huì)得到很大的衰減。因此增加濾波器對(duì)電源端 干擾抑制是非常有效的。

2）對(duì)數(shù)字電路部分的防護(hù)可以通過在直流供 電端增加濾波器，注意將濾波器良好的接地，它 能很好的抑制外來干擾。電源輸入端增加電容濾 波，必要時(shí)可增加磁珠來濾除高頻干擾。

3）在PCB布線時(shí)盡量合理。強(qiáng)弱電的布線隔離，模擬地與數(shù)字地的隔離，這些常用的處理方 法應(yīng)經(jīng)常使用。對(duì)于一些金屬外殼的儀表，PCB 接地點(diǎn)與外殼連接線應(yīng)盡量不要橫跨線路板，選 擇就近的殼體連接點(diǎn)進(jìn)行接地連接。

4）對(duì)于快速脈沖群的空間輻射干擾，儀表與 傳感器的連接線使用雙層屏蔽導(dǎo)線可較好的解決 這一問題。

三、結(jié)束語

本文通過對(duì)大量客戶現(xiàn)場(chǎng)的反饋進(jìn)行分析， 總結(jié)了實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合下的電磁干擾對(duì)電子稱重儀 表的幾種主要干擾形式，并對(duì)如何進(jìn)行簡(jiǎn)單有效 的電磁防護(hù)進(jìn)行了概要分析。希望能給各位讀者 一些啟示，如有不當(dāng)之處請(qǐng)各位同行批評(píng)指正。