論述了地磅在工業(yè)環(huán)境下的干擾源,干擾方式及其危害,提出了地磅安裝和使用方面的抗干擾措施。
電子秤是基于稱重傳感器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換 器、測(cè)量顯示儀表、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等構(gòu)成的稱重系統(tǒng), 它很容易受到電磁場(chǎng)干擾而影響正常工作,在工業(yè) 生產(chǎn),尤其是冶金企業(yè)環(huán)境中電磁干擾非常嚴(yán)重,因 此極易使稱重系統(tǒng)受到干擾,造成計(jì)量失準(zhǔn)甚至引 起故障。為了提高系統(tǒng)的可靠性,使其免受干擾的 影響,就要針對(duì)不同的干擾源,采取相應(yīng)的行之有效 的克服辦法。
1.冶金企業(yè)地磅的干擾源及干擾方式
1.1主要的干擾源
在冶金企業(yè)中地磅的干擾源來(lái)自以下幾個(gè) 方面:
(1)靜電干擾。多來(lái)自儀表、信號(hào)電纜和交流 電源線等。如在同一根電纜中既有220VAC電源 線,又有信號(hào)線,則很容易在信號(hào)線上感應(yīng)出較強(qiáng)的 交流電壓。
磁場(chǎng)干擾。多來(lái)自稱重設(shè)備附近的較大電 流或較大電磁場(chǎng)的設(shè)備,當(dāng)信號(hào)電纜穿過(guò)這些強(qiáng)磁 場(chǎng)并于磁力線不完全平行時(shí),這些交變磁場(chǎng)就會(huì)在 信號(hào)線中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。
(2)強(qiáng)電流場(chǎng)干擾。主要和顯示儀表線路設(shè)計(jì) 有關(guān),由金屬導(dǎo)線中的電流場(chǎng)在兩點(diǎn)建立的電位差 被引人到儀表的放大器所致。
(3)射頻干擾。主要由對(duì)講機(jī)、移動(dòng)電話等造 成的干擾,以及在工業(yè)生產(chǎn)中大型動(dòng)力設(shè)備的啟動(dòng)、 停止的操作干擾(火花干擾)和高次諧波干擾等,如 電焊機(jī)干擾、電鈴干擾、雷電干擾等。
(4)人為干擾。如某些客戶為了取得非法利 益,利用遙控作弊,產(chǎn)生一些特殊干擾,造成計(jì)量數(shù) 據(jù)失準(zhǔn)。
1.2干擾的形成
(1)共模干擾。當(dāng)傳感器的信號(hào)線對(duì)某一帶電 體的分布電容相等,在兩根信號(hào)線上的干擾電壓也 是相等的,我們一般稱為共模電壓,對(duì)于磁場(chǎng)干擾也 是一樣,雙線對(duì)稱時(shí)電磁場(chǎng)干擾大多也為共模干擾, 它的特點(diǎn)是在兩根信號(hào)線上干擾信號(hào)向量(大小和 方向)是相等的。
(2)差模干擾。當(dāng)干擾在信號(hào)線上的干擾電壓 不相等時(shí)(這種情況多發(fā)生在信號(hào)線不對(duì)稱,如一線 一地信號(hào)制時(shí)),則會(huì)產(chǎn)生差模干擾電壓。交變磁場(chǎng) 干擾也會(huì)在兩信號(hào)線與干擾源不對(duì)稱的狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生 差模電壓。
(3)連續(xù)干擾。電源線或動(dòng)力線的電磁場(chǎng)干擾 都是連續(xù)的50Hz工頻干擾,它的特點(diǎn)是長(zhǎng)期存在且 變化不大。
(4)瞬時(shí)干擾。瞬時(shí)干擾主要在電氣設(shè)備操作 時(shí)發(fā)生,一般為瞬間尖脈沖干擾或火花干擾,火花放 電可以來(lái)自大自然的雷電干擾、電焊機(jī)等,其中經(jīng)常 使用的高頻電焊機(jī),由于能耗大,產(chǎn)生的火花能量也 大,因而干擾較強(qiáng)。
某些不法分子采用高新技術(shù)手段,干擾稱重信 號(hào)也為瞬間干擾,如地磅計(jì)量時(shí)通過(guò)按動(dòng)無(wú)線遙 控裝置,使儀表顯示重量增加或減少,計(jì)量完后再恢復(fù) 正常,達(dá)到非法侵占國(guó)家利益的目的。
2.干擾產(chǎn)生的影響
干擾引入稱重系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題并造成危害:
(1)稱重信號(hào)的模擬量,使其產(chǎn)生較大的波動(dòng), 輕者使儀表顯示不穩(wěn)定,重者則使系統(tǒng)計(jì)量誤差增 大。
(2)電壓沖擊會(huì)損壞稱重傳感器、二次儀表等。
(3)干擾儀表或計(jì)算機(jī),使系統(tǒng)死機(jī)。
(4)人為干擾危害極大,會(huì)給國(guó)家造成無(wú)法估量 的經(jīng)濟(jì)損失。
3.抗干擾措施
為了提高系統(tǒng)的安全可靠性,維護(hù)計(jì)量的公正 性和權(quán)威性,應(yīng)采取一定的抗干擾措施,盡量阻止干 擾信號(hào)的引入,使引入系統(tǒng)的干擾信號(hào)得到最大衰 減或盡量不起作用,減少干擾源或降低干擾信號(hào)強(qiáng) 度。可在以下幾個(gè)方面采取措施:
3.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面
(1)儀表采用金屬外殼,鋼板對(duì)磁屏蔽和電屏蔽 的效果較好,銅或鋁等良導(dǎo)體對(duì)靜電和高頻干擾效 果好,對(duì)磁屏蔽效果差。
(2)電源引人濾波裝置或浪涌吸收裝置,電源變 壓器進(jìn)行磁屏蔽,一次繞組和二次繞組加隔離層,采 用開(kāi)關(guān)電源等。
(3)信號(hào)線采用屏蔽電纜,盡量減少電纜長(zhǎng)度。
(4)原器件安裝盡量減少引線和連線長(zhǎng)度,進(jìn)行 合理布置,防止互相干擾。
(5)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行有源濾波,合理設(shè)置采樣時(shí)間。
3.2設(shè)備安裝方面
(1)盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的場(chǎng)合。
(2)嚴(yán)格按照設(shè)備安裝說(shuō)明進(jìn)行安裝調(diào)試。
(3)堅(jiān)持一點(diǎn)接地原則,屏蔽電纜的屏蔽層在儀 表處進(jìn)行一點(diǎn)接地。
(4)傳感器安裝短路線,防止電流通過(guò)傳感器。
(5)秤臺(tái)單獨(dú)接地,接地電阻小于40,防止雷電 干擾,秤臺(tái)接地和屏蔽地分開(kāi)。
3.3電源方面
(1)安裝由電阻電容組成的吸收裝置,抑制電源噪聲。電流采用隔離變壓器。
(2)采用交流穩(wěn)壓器、凈化電源、UPS電源等。
⑶稱重設(shè)備單獨(dú)供電,和電燈、空調(diào)器、電鈴等 分開(kāi)供電。
3.4降低干擾強(qiáng)度
如果有可能應(yīng)盡量減少干擾源的干擾強(qiáng)度,可 采取以下措施:
(1)易產(chǎn)生諧波的設(shè)備及電源系統(tǒng)加濾波電路, 產(chǎn)生火花的設(shè)備要加阻容吸收回路或?yàn)V波環(huán)節(jié),如 電鈴加裝吸收電容,防止電鈴干擾。
(2)不在稱重設(shè)備附近使用對(duì)講機(jī)、移動(dòng)電話、 電焊機(jī)等設(shè)備。
(3)電源增加防雷擊裝置、壓敏電阻或TVS瞬 間電壓抑制器等,減少雷電干擾。
3.5軟件方面
采用計(jì)算機(jī)的地磅可以在軟件方面采取多種措 施,降低干擾的影響程度。如對(duì)稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字 濾波,自動(dòng)檢錯(cuò)、糾錯(cuò)技術(shù),通訊系統(tǒng)采取各種防誤 碼模式等。
3.6防作弊方面
(1)對(duì)信號(hào)電纜穿鐵管敷設(shè),防止不法分子在信 號(hào)線上加裝遙控裝置。
(2)安裝紅外線判車裝置。
(3)采用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理。
(4)加強(qiáng)設(shè)備檢査和維護(hù),發(fā)現(xiàn)可疑情況及時(shí)檢査處理。
4.結(jié)束語(yǔ)
采取以上措施后,地磅能獲得較好的抗干 擾效果。設(shè)備使用、檢修規(guī)范化,有雷電或較強(qiáng)的電 磁場(chǎng)干擾時(shí)設(shè)備停止使用,并切斷電源,定期檢査接 地是否可靠,使測(cè)量精度得到保證,系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。