浅析抑制干扰技术在电子汽车衡上应用

在国民经济领域中,衡器是应用最广、品种最多的法制计量器具,随着称重传感器制造技术,微电子技术的快速发展,电子衡器也得到快速发展,并得到广泛市场。在非自动电子衡器技术领域内,许多产品技术水平已与国际先进水平相接近,关键配套部件产品标准均能符合《OIML R76号国际建议》的规定。由于电子汽车衡主要安装在室外,使用环境较为恶劣,本文主要侧重在阐述由于安装和使用环境产生干扰及所用抑制技术进行简要论述。
电子汽车衡在工作时,可以出现某些不正常现象,例如输出不稳定,零点飘移、超差等。产生不正常现象的原因,可能是衡器组件本身电路结构、器件质量、制造工艺等存在问题,也可能是电子系统外部的工作环境影响,如电源电压波动、环境温度变化或其它电子设备的影响等。这些来自外部和内部,影响电子系统正常工作的各种因素,统称之为“干扰”。为了消除或减弱各种干扰对电子系统正常工作的影响,必须采取必要的技术措施。各种抗干扰技术措施,总称为“抑制”。
根据产生干扰的物理原因,通常可分为下列几种类型干扰。
①机械干扰;②热的干扰;③光的干扰;④湿度变化的干扰;⑤电和磁的干扰;⑥射线辐射的干扰。
而形成干扰作用的三要素及三者之间联系如图示
干扰源 → 耦合通道 → 接收电路
抗干扰的三要素
描述一个电路所受干扰的程度若用N表示,则N可用一个关系来定义
GC
N= ———
I I
这里,G代表干扰发生源的强度;C代表从干扰源通过某种途径传到受干扰处的耦合因素;I表示受干扰电路的抗干扰性能。G、C、I即表示抗干扰的三要素。要使衡器受干扰的程度小,则必须在这三方面想办法。第一使G变小,就是将客观存在的干扰源强度在发生处抑制得很小;第二使C减小,将干扰在传播途径上给予很大的衰减;第三应使I增大,在受干扰处用各种措施,使衡器的抗干扰能力提高,或在受干扰处将干扰抑制下去,结合实际情况由于电子汽车衡主要安装在室外,干扰主要有a、热的干扰;b、湿度变化的干扰;c、电和磁的干扰;这种电和磁的干扰对于电子汽车衡来说是闻为普遍和影响最严重的干扰。而抗干扰具体措施中,常使用屏蔽、接地和浮置等具体技术措施。这就对电子汽车衡安装和使用提出具体要求:
1、传感器使用中,必须避免强烈的热辐射,尤其单侧的强烈热辐射。减少热的干扰。
2、传感器的信号电缆,不和强电电源线或控制线并行布置;所有通向显示电路或从电路引出的导线均应采用屏蔽电缆。屏蔽线的联接和接地点应合理。内层屏蔽线互相联接后未接地,是浮置的;传感器输出信号读出电路不应和能产生强烈干扰的设备(如可控硅、接触器等);用以测量传感器输出信号的电子线路,应尽可能配置独立的供电变压器,而不要和接触器等设备共用同一主电源。减少电和磁的干扰。
3、接线盒密封锁紧,用环氧树脂封灌接线盒进线孔并定期更换干燥剂。减少湿度变化的干扰。
结合若干典型故障检修实例进行故障分析及处理方法,阐述抑制干扰技术在电子汽车衡上的作用。
故障现象一:某钢厂新安装地磅使用不久后出现数字漂移现象。
故障分析:即发现是其中一个传感器信号电缆内层屏蔽线(+sen,黄色)与电缆外层不锈钢屏蔽线由于安装时处理不当,有短路现象。由于采用浮置的桥式传感器测量系统。测量信号电缆采用双层屏蔽,因测量电路与内层屏蔽不相联,因此是浮置输入;其内层屏蔽通过信号内层屏蔽线在信号源接地,外层屏蔽线接大地。二层屏蔽之间相互绝缘的。二者之间短路由于有电位差且形成通路造成干扰电流流经屏蔽线形成干扰。
故障处理:将内层屏蔽与外层屏蔽线断开,阻断干扰电流通路。漂移现象消失。
故障现象二:称重显示仪外壳触摸是有麻痹感。
故障分析:由于未采用接地技术保安接地线,造成电源与机壳漏电。为了保证用电的安全性,应采用具有保安接地线的单相三线制配电方式,即用户地区中线和地线分别连接防止因负载电流通过中线而造成中线带电而引起的事故。“火线”上装有熔断丝,保安地线应与设备外壳相连。只有发生电源与机壳漏电或绝缘击穿时,保安地线上才有电流流过。当电流超过容限时,熔断丝切断电源;但不管漏电流大小或熔断丝是滞熔断,用电设备外壳始终保持地电位。从而保障人身安全。
故障处理:采用具有保安接地线的单相三线制配电方式,从而消除上述现象。
故障现象三:下雨后一开机显示仪表就乱跑数
故障分析:由于湿度变化产生的干扰。湿度增加会使绝缘体的绝缘电阻下降,漏电流增加,影响电子系统的正常工作。
故障处理:将接线盒吹干,用环氧树脂封灌接线盒进线孔。
故障现象四:某厂地磅在高温天气中使用出现显示仪表漂移现象。
故障分析:热的干扰。环境温度的变化引起电子汽车衡传感器产生附加的热电势,本身传感器制造工艺中使用温度补偿元件进行抑制,由于其中一个传感器抑制性能较差,从而造成电子汽车衡的显示仪表漂移。
故障处理:更换新传感器。
由于抑制干扰是电子测量技术中一项理论性和实践性都很强,内容十分丰富的研究课题。笔者由于技术水平局限,只能作了一些简单的阐述,供大家参考,并希望读者提出宝贵意见。
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