在各種工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，電子稱(chēng)重儀表的廣泛應用，都需要電子稱(chēng)重儀表 有著(zhù)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?。本文列舉了三種工況下最常見(jiàn)的電磁干擾并對其 進(jìn)行分析，并提出一些簡(jiǎn)單有效的防護措施，供各位讀者參考。

一、概述

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

也正是由于大量電子技術(shù)的應用及電子稱(chēng)重 儀表使用場(chǎng)合的多樣化，導致目前電子稱(chēng)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(chēng)重儀表時(shí)時(shí)刻刻都在遭受著(zhù)來(lái)自環(huán)境中電磁干 擾的沖擊，這也給儀表設計開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了一系列 的設計難題。本文通過(guò)對電子稱(chēng)重儀表實(shí)際使用 過(guò)程中三個(gè)最常見(jiàn)的電磁干擾方式來(lái)進(jìn)行分析， 希望能讓讀者對電子稱(chēng)重儀表在實(shí)際工況下遭受 電磁干擾的方式及其防護措施有所了解。

二、電磁干擾類(lèi)型及其防護措施

(一)雷擊浪涌

(1）雷擊產(chǎn)生原因及其影響

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

(2）雷擊防護措施

1）防雷最基本的措施是從設計開(kāi)發(fā)階段在儀 表線(xiàn)路板中加入防雷保護。例如：在電源進(jìn)線(xiàn)前 端增加一個(gè)電涌保護器（SPD。SPD分為開(kāi)關(guān)型 SPD、限壓型SPD、聯(lián)合型SPD。設計者可根據不 同需求加裝不同類(lèi)型的電涌保護器。其中較為可 靠的是聯(lián)合型SPD，它由開(kāi)關(guān)型部件和限壓型部件 聯(lián)合組裝在一起，根據二者的聯(lián)合參數和應用電 壓特性可組成具有電壓開(kāi)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(chēng)重儀表現場(chǎng) 應用中，特別是雷電高發(fā)區，接地連接的可靠性 及必要性顯得尤為重要。這相當于給雷電干擾一 個(gè)泄放通道。具體措施可采用儀表電源端地線(xiàn)連 接殼體裸露金屬并通過(guò)足夠粗的多股銅芯線(xiàn)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?chē)膱?chǎng)強超過(guò)周?chē)橘|(zhì) 的絕緣擊穿場(chǎng)強時(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(guò)程。當靜電導 體之間的電壓超過(guò)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，如此強大的電流會(huì )在瞬間損壞電子元器 件。

當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(chǎng)、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 因為上述使用場(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)入儀表內部并串入線(xiàn)路板中，便會(huì )對線(xiàn)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)生在安裝調試過(guò) 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，空間電荷吸附等原因使其正 負極性電荷失去平衡，從而使人體對地電位不為 零。因此人體本身也是一個(gè)靜電產(chǎn)生源。售后人 員對儀表進(jìn)行調試安裝時(shí)，如果沒(méi)有采取防靜電 措施，人體攜帶的靜電便有可能通過(guò)殼體的接線(xiàn) 端子串入線(xiàn)路板，并擊穿損壞元器件。

(2）靜電防護措施

針對上述靜電產(chǎn)生原因，稱(chēng)重現場(chǎng)的靜電防 護可著(zhù)重考慮以下幾方面內容：

1）殼體設計時(shí)考慮防塵設計，例如在殼體連 接處增加橡膠墊。

2） PCB設計時(shí)考慮在殼體裸露的接線(xiàn)端子處增加濾波元器件。

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

4）安裝調試過(guò)程中，工作人員應進(jìn)行靜電防 護。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）對敏感芯片和元器件增加靜電防護罩，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)生是由于感性負載在 斷開(kāi)或者接通時(shí)因為開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或 觸點(diǎn)彈跳等緣故，在開(kāi)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 )對設備或器件造成損壞， 但會(huì )引起儀表的誤操作、顯示異常和程序跑飛等 現象。

在某些擁有大功率用電設備的稱(chēng)重應用場(chǎng)合 下，如建筑工地、工廠(chǎng)等，在大功率設備開(kāi)啟或 關(guān)閉時(shí)，電機等感性負載會(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(chēng)重儀表便會(huì ) 遭受這些干擾，導致顯示電路故障或者按鍵異常。

(2 ）電快速脈沖群防護措施

1）電快速脈沖群一般通過(guò)傳導性耦合、電容 電感耦合及電磁輻射耦合三條途徑來(lái)對儀表電源 系統、信號線(xiàn)及控制線(xiàn)進(jìn)行干擾。廣譜的干擾通 過(guò)電源線(xiàn)以共模的方式耦合進(jìn)入系統很難消除。 但可以在電源進(jìn)線(xiàn)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 率，低頻信號可以基本無(wú)衰減的通過(guò)，而高頻信 號會(huì )得到很大的衰減。因此增加濾波器對電源端 干擾抑制是非常有效的。

2）對數字電路部分的防護可以通過(guò)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(lái)干擾。電源輸入端增加電容濾 波，必要時(shí)可增加磁珠來(lái)濾除高頻干擾。

3）在PCB布線(xiàn)時(shí)盡量合理。強弱電的布線(xiàn)隔離，模擬地與數字地的隔離，這些常用的處理方 法應經(jīng)常使用。對于一些金屬外殼的儀表，PCB 接地點(diǎn)與外殼連接線(xiàn)應盡量不要橫跨線(xiàn)路板，選 擇就近的殼體連接點(diǎn)進(jìn)行接地連接。

4）對于快速脈沖群的空間輻射干擾，儀表與 傳感器的連接線(xiàn)使用雙層屏蔽導線(xiàn)可較好的解決 這一問(wèn)題。

三、結束語(yǔ)

本文通過(guò)對大量客戶(hù)現場(chǎng)的反饋進(jìn)行分析， 總結了實(shí)際應用場(chǎng)合下的電磁干擾對電子稱(chēng)重儀 表的幾種主要干擾形式，并對如何進(jìn)行簡(jiǎn)單有效 的電磁防護進(jìn)行了概要分析。希望能給各位讀者 一些啟示，如有不當之處請各位同行批評指正。