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地磅中的干扰分析及措施

时间:2018-02-01 04:15:48 来源:本站 点击数:740

论述了地磅在工业环境下的干扰源,干扰方式及其危害,提出了地磅安装和使用方面的抗干扰措施。

电子秤是基于称重传感器、放大器、A/D转换 器、测量显示仪表、计算机系统等构成的称重系统, 它很容易受到电磁场干扰而影响正常工作,在工业 生产,尤其是冶金企业环境中电磁干扰非常严重, 此极易使称重系统受到干扰,造成计量失准甚至引 起故障。为了提高系统的可靠性,使其免受干扰的 影响,就要针对不同的干扰源,采取相应的行之有效 的克服办法。

1.冶金企业地磅的干扰源及干扰方式

1.1主要的干扰源

在冶金企业中地磅的干扰源来自以下几个 方面:

(1)静电干扰。多来自仪表、信号电缆和交流 电源线等。如在同一根电缆中既有220VAC电源 线,又有信号线,则很容易在信号线上感应出较强的 交流电压。

磁场干扰。多来自称重设备附近的较大电 流或较大电磁场的设备,当信号电缆穿过这些强磁 场并于磁力线不完全平行时,这些交变磁场就会在 信号线中感应出电动势。

(2)强电流场干扰。主要和显示仪表线路设计 有关,由金属导线中的电流场在两点建立的电位差 引人到仪表的放大器所致。

(3)射频干扰。主要由对讲机、移动电话等造 成的干扰,以及在工业生产中大型动力设备的启动、 停止的操作干扰(火花干扰)和高次谐波干扰等,如 电焊机干扰、电铃干扰、雷电干扰等。

(4)人为干扰。如某些客户为了取得非法利 益,利用遥控作弊,产生一些特殊干扰,造成计量数 据失准。

1.2干扰的形成

(1)共模干扰。当传感器的信号线对某一带电 体的分布电容相等,在两根信号线上的干扰电压也 是相等的,我们一般称为共模电压,对于磁场干扰也 是一样,双线对称时电磁场干扰大多也为共模干扰 它的特点是在两根信号线上干扰信号向量(大小和 方向)是相等的。

(2)差模干扰。当干扰在信号线上的干扰电压 不相等时(这种情况多发生在信号线不对称,如一线 一地信号制时,则会产生差模干扰电压。交变磁场 干扰也会在两信号线与干扰源不对称的状态时产生 差模电压。

(3)连续干扰。电源线或动力线的电磁场干扰 都是连续的50Hz工频干扰,它的特点是长期存在且 变化不大。

(4)瞬时干扰。瞬时干扰主要在电气设备操作 时发生,一般为瞬间尖脉冲干扰或火花干扰,火花放 电可以来自大自然的雷电干扰、电焊机等,其中经常 使用的高频电焊机,由于能耗大,产生的火花能量也 ,因而干扰较强。

某些不法分子采用高新技术手段,干扰称重信 号也为瞬间干扰,地磅计量时通过按动无线遥 装置,使仪表显示重量增加或减少,计量完后再恢复 正常,达到非法侵占国家利益的目的。

2.干扰产生的影响

干扰引入称重系统会产生如下问题并造成危害:

(1)称重信号的模拟量,使其产生较大的波动, 轻者使仪表显示不稳定,重者则使系统计量误差增 大。

(2)电压冲击会损坏称重传感器、二次仪表等。

(3)干扰仪表或计算机,使系统死机。

(4)人为干扰危害极大,会给国家造成无法估量 的经济损失。

3.抗干扰措施

为了提高系统的安全可靠性,维护计量的公正 性和权威性,应采取一定的抗干扰措施,尽量阻止干 扰信号的引入,使引入系统的干扰信号得到最大衰 减或尽量不起作用,减少干扰源或降低干扰信号强 度。可在以下几个方面采取措施:

3.1产品设计方面

(1)仪表采用金属外壳,钢板对磁屏蔽和电屏蔽 的效果较好,铜或铝等良导体对静电和高频干扰效 果好,对磁屏蔽效果差。

(2)电源引人滤波装置或浪涌吸收装置,电源变 压器进行磁屏蔽,一次绕组和二次绕组加隔离层,采 用开关电源等。

(3)信号线采用屏蔽电缆,尽量减少电缆长度。

(4)原器件安装尽量减少引线和连线长度,进行 合理布置,防止互相干扰。

(5)对模拟信号进行有源滤波,合理设置采样时间。

3.2设备安装方面

(1)尽量远离强电磁场干扰的场合。

(2)严格按照设备安装说明进行安装调试。

(3)坚持一点接地原则,屏蔽电缆的屏蔽层在仪 表处进行一点接地。

(4)传感器安装短路线,防止电流通过传感器。

(5)秤台单独接地,接地电阻小于40,防止雷电 干扰,秤台接地和屏蔽地分开

3.3电源方面

(1)安装由电阻电容组成的吸收装置,抑制电源噪声。电流采用隔离变压器。

(2)采用交流稳压器、净化电源、UPS电源等。

⑶称重设备单独供电,和电灯、空调器、电铃等 分开供电。

3.4降低干扰强度

如果有可能应尽量减少干扰源的干扰强度,可 采取以下措施:

(1)易产生谐波的设备及电源系统加滤波电路, 产生火花的设备要加阻容吸收回路或滤波环节,如 电铃加装吸收电容,防止电铃干扰。

(2)不在称重设备附近使用对讲机、移动电话、 电焊机等设备。

(3)电源增加防雷击装置、压敏电阻或TVS 间电压抑制器等,减少雷电干扰。

3.5软件方面

采用计算机的地磅可以在软件方面采取多种措 施,降低干扰的影响程度。如对称重数据进行数字 滤波,自动检错、纠错技术,通讯系统采取各种防误 码模式等。

3.6防作弊方面

(1)对信号电缆穿铁管敷设,防止不法分子在信 号线上加装遥控装置。

(2)安装红外线判车装置。

(3)采用计算机对数据进行判断处理。

(4)加强设备检査和维护,发现可疑情况及时检査处理。

4.结束语

采取以上措施后地磅能获得较好的抗干 扰效果。设备使用、检修规范化,有雷电或较强的电 磁场干扰时设备停止使用,并切断电源,定期检査接 地是否可靠,使测量精度得到保证,系统安全可靠的运行。