電子汽車衡的接地

淺談電子汽車衡的接地在電子汽車衡的應用中，經常發(fā)生電磁干擾影響系統工作的情況。常見的現象有：儀表跳數、漂移、偶然跳數、時好時壞、工作不可靠、易損壞等等。接地是抑制電磁干擾的重要方法，也是干擾屏蔽和提高系統安全性的重要內容，對電子衡器起著至關重要的作用。常規(guī)接地的方法有以下幾種：1、懸浮接地：指電子衡器的工作地與大地系統相互絕緣，這樣接地系統上的干擾不會進入設備，提高設備工作可靠性。這種方法在電子稱重儀表上應用最為普遍。2、單點接地：在整個電路中以某一點做為接地點，其它各單元的地均連接至此接地點。3、多點接地：指設備或系統中各接地點直接接到距它最近的接地平面上。電子衡器的設計安裝中，從工程實際的結構布局和抗干擾及安全的角度考慮，常常采用混合接地，即根據衡器中各設備的功率和電平以及設備的敏感度采用懸浮地、單點接地以及多點接地的方法混和使用，發(fā)揮各種接地方式的優(yōu)點，以達到更好的效果。下面我們以一臺電子汽車衡為例來加以說明。假設一臺由秤臺、多個稱重傳感器、連接的外部設備如打印機、計算機、大屏幕等構成的電子汽車衡，如圖1所示。在圖中，我們可以直接看到從D1?D9共有9個單元的接地，這9個單元按照自身特點，采用一種或多種接地方式，下面我們逐一分析和說明。屏蔽線傳感器線打印機8.8.8.8.88Q電源大地—通訊線稱重儀表通訊線廠+?大地（電源）注：為方便描述，所有與接地無關連線均以虛線表示.了大地（電源）秤臺屏蔽線傳感器線打印機8.8.8.8.88Q電源大地—通訊線稱重儀表通訊線廠+?大地（電源）注：為方便描述，所有與接地無關連線均以虛線表示.了大地（電源）秤臺DK大屏幕D6計算機D8傳感器D2屏蔽線1、秤臺接地（D1）：由于汽車衡的秤臺一般均處于戶外，易感應帶電以及遭受雷擊等，在車輛上下秤臺時又極易引入靜電，在傳感器等連線絕緣破壞時也極易帶電；另外，秤臺也是傳感器、接線盒以及傳感器傳輸線免受直接干擾的門戶，秤臺的良好接地，對于傳感器和接線盒等的安全和工作可靠性起著很大的作用；所以采用多點接地屬于比較理想的接地方法。如圖1中所示，秤臺分別在a、b、c三點進行了就近接地，另外，由于傳感器和（金屬）秤臺之間直接接觸，又經過傳感器的金屬部分與大地連接，實現多點接地。這樣，即有效的消除秤體靜電的累積，又可防止雷電感應造成的設備損壞。2、傳感器接地（D2）：傳感器屬于高敏感單元，極易受靜電和電磁輻射影響；且傳感器同秤臺一樣，同樣也處于戶外，遭受雷擊的可能性極大，所以，綜合上述原因，傳感器的接地一般也采用多點接地：彈性體及安裝結構部件就近接地，信號傳輸線的屏蔽線一端通過彈性體接地，另一端在接線盒里與接線盒外殼連接，通過接線盒外殼與秤臺連接或搭接接地。由于接線盒與傳感器連線相對較短，接地點近，所以，基本不會在傳感器的接地點構成較大的地回路，所以在保證設備安全的前提下有效的抑制了干擾。圖1中所示的是以3個傳感器為例的接地方法，可以看到，3個傳感器均在秤臺下直接接地，同時又分別連接至接線盒進行接地。實際應用中多個傳感器的連接方法與它類似，此處不再細述。3、接線盒接地（D3）：接線盒是連接秤體和稱重儀表的中間環(huán)節(jié)，接地的可靠與否，直接影響到秤體和儀表之間的信號傳遞。所以接線盒接地也是相當重要的環(huán)節(jié)。接線盒一般可以通過外殼與秤體連接，有時也會考慮將接線盒再與秤體搭接，以提高接地可靠性，增加設備安全性和接線盒殼體的屏蔽作用。4、屏蔽線的接地（D4、D8、D6）：圖1中D4部分為傳感器傳輸線，D8、D6分別為計算機通訊線和大屏幕的連接線。由于這些傳輸線的連線較長，屏蔽線的屏蔽作用對于防止電磁感應產生的干擾作用很大。屏蔽線的屏蔽作用是完全靠接地來發(fā)揮的，不接地或接地不可靠，屏蔽線不僅毫無用處，反而會成為干擾源。屏蔽線一般常被采用單點接地方式接大地；認為這樣可以防止兩臺設備通過屏蔽線形成地線回路，對傳輸線產生干擾。但筆者認為，屏蔽線做兩點連接也是可行的，首先增加了屏蔽線上干擾信號的泄放通路；另外，在兩端接地效果良好的情況下，由于釋放回路的增加，極大降低了靜電積累等干擾源的產生，即使形成地線回路，地線回路上的電流也極微弱，很難造成對傳輸線的干擾。兩點接地實際上增加了屏蔽線的接地可靠性，增強了屏蔽效果。5、儀表接地（D9）：儀表接地實際上分為兩部分：首先是儀表殼體和金屬結構件以及各接插口的金屬外殼接地。一般采用單點接地將地線接到供電電源的地線，然后通過電源地線接大地。其次，在儀表內部包括電路板、元器件等一般會采用懸浮方式。這種接法，保證了外部的干擾不會進入儀表內部，同時又防止了儀表殼體帶電造成安全隱患。前面講到，儀表殼體等的接地是靠電源線接地的，這就要求稱重儀表在鋪設電源線時一定要注意地線的連接，那種電源不接地或不可靠接地的做法是極其錯誤的，不僅存在安全問題，對于儀表的干擾防護也會帶來很大的問題。6、外設接地（D5、D6、D8）：電子汽車衡連接大屏幕、計算機、打印機等外設是很常見的。這些外設在組成稱重系統時，要求必須很好的電源接地。在連接這些外設時，尤其是連接打印機和計算機時，不良的接地將直接導致稱重儀表出現數字跳動、漂移和錯誤信息提示等問題。這是因為打印機和計算機等設備，它們內部的信號地和大地（電源地）都是連接到一起的，如果不做好電源接地，電源線地線上耦合的干擾信號就會通過打印機或計算機的信號地導入儀表內部的信號地，破壞了儀表原來的懸浮地狀態(tài)，造成儀表地線干擾，影響儀表正常工作。所以，連接外設外設時，外設電源一定要做到電源良好接地，如圖1中所示。以上觀點是筆者個人的認識和實際經驗的總結，僅此希望能給大家提供參考。實際的接地問題往往更復雜，要具體問題具體分析，不能一概而論。常見問題解答：1、儀表工作正常，接打印機或電腦后跳數，怎么解決？儀表工作正常，接打印機或電腦后跳數，主要是由打印機和電腦的地線干擾引起的。首先要做的就是，檢查接地:在系統工作的情況下用萬用表的交流檔測量地線和大地的電壓（一般可以用零線代替大地），該電壓要求低于交流10V。如果電壓太高，則必須重新接地，接地電阻要小于4歐姆，使地線和大地的電壓降到交流10V以下。如果地線和大地的電壓低于交流10V還有干擾，這時就要檢查傳感器、接線盒對大地絕緣阻抗了。測量方法是：用萬用表的兆歐檔測量接線盒中電源線、信號線分別對傳感器屏蔽層（彈性體）的電阻，該電阻要求無限大（萬用表幾乎測不到）。如果該電阻偏小，就要查出漏電的傳感器或器件更換了。如果沒有萬用表，可以逐個拆掉傳感器，直到儀表不跳字為止，那么最后拆下的那個傳感器很有可能就是漏電的傳感器。2、接線盒到儀表的屏蔽線的屏蔽層應該怎么處理？接線盒到儀表的屏蔽線的屏蔽層我們推薦的方式是：一點或兩點接大地。在實際使用中還可能會出現，不接地、單點接系統地、一點接系統地一點接大地這三種情況。下面我們來分析一下這幾種情況的優(yōu)劣。a、秤臺側單點接大地這是比較傳統的一種做法。該方法優(yōu)點是：可以充分發(fā)揮屏蔽層的屏蔽作用；不會形成地電流干擾里面的信號線。b、儀表側單點接大地（一般接交流電源地）這個方式和上一個類似，但如果交流電源地本身帶有干擾信號的話，反而引入干擾。c、兩點接大地這是我們比較推薦的一種做法。該方法的優(yōu)點是：充分發(fā)揮屏蔽層的屏蔽作用，且多點接地較可靠，同時可降低感應雷擊的損壞率。缺點是：可能形成地電流而干擾信號線。d、不接地這是最不好的一種接地方式，基本發(fā)揮不了屏蔽線的作用。唯一的優(yōu)點是不會帶來任何“負”作用。e、單點接系統地這種接地方式從理論上講抗干擾效果最好。但實際應用風險很大，感應雷擊容易通過屏蔽線竄入系統，造成系統的永久損壞。f、一點接系統地一點接大地一般是儀表側接系統地，秤臺側接大地。這樣儀表的系統地就通過屏蔽層在秤臺側接大地了，這種接法在某些情況（例如接了沒有接地的打印機或電腦時），可能發(fā)揮一定的作用。缺點是屏蔽線被當作接地線使用了，屏蔽效果降低，同時容易掩蓋外設接地的問題，造成儀表和外設的接口的損壞率上升。所以筆者不推薦該種接法。打印機或電腦還是應該在其電源側可靠接地，這樣才能保證系統的長期可靠運行。3、為什么同樣的系統，A9+接打印機要跳