电子秤的抗干扰和屏蔽接地技术

（一）屏蔽按地的必要性
电子秤作为一种精确称量物料质量的电子计量设备，必须有一定的安全规
范，并对各种干扰有—定的保护和屏蔽接地措施，以矾保其安全运行。特别是
在有防爆要求的现场安装电子秤，更应严格采取防护，屏蔽和接地措施，以防
各种高压电击穿产生的可能，保证计量示值的准确和稳定。
一台电子秤如果没有正确的屏蔽接地和保护措施，轻者使调试工作几经周
折产生各种本来可避免的误差因素，重者则可能使设备损坏，造成严重事故。
（二）电子秤的保护接地
l 电子秤的防雷接地
（1）直接雷击接地及其它技术措施
一般电子秤都安装在建筑物内。由于工程建筑根据要求均会设置避雷装置，所以，电子秤直接遭雷击可能性很小。
但对于在建筑物外安装的大型料斗式电子秤，由于它露天设置，有的高度甚至超过其它建筑物时，就有可能与空中带电云团之间产生放电产生直接雷击。为此，必须根据规范设置独立的避雷针，以放电效应中和云团中的电荷，使该类电子秤不致因雷击而损坏。
（三）电子秤的抗干扰屏蔽接地技术
1．概述
以上介绍的是对电子秤的与通用电子设备类同的保护接地技术和措施。除此之外，电子秤还应采取一系列抗干扰屏蔽措施，并且把屏蔽系统科学地接地，以保证称重的准确和示值的稳定。
屏蔽问题，实际是一个噪声抑制问题。噪声源很多，如何正确接地是抑制噪声的重要措施。
电子秤所处的环境，除有着各种不同的频率和幅值的电磁场干扰外，安放
电子秤的大地表面不一定是理想的零电位。如各种电器设备的接地装置、建筑、构架的避雷针接地桩等，都能使地面电位产生很大差别，并且随时会有变化。因此，电子秤的接地装置如设置不当，反会造成接地导线引入的干扰。
2．工业环境中的噪声源及耦合途径
（1）工频噪声干扰及其消除
①输电线周围存在着50Hz工频交变磁场．若电子秤的信号电缆有相当一段长度与输电线平行，则此时电子秤系统与大地之间形成的封闭回路相当一匝线圈，工频交变磁场就会在信号线上激发起一个相当量值的电动势。
特别是大功率输电线路，即使它远离电子秤的信号电缆，由于其电流大，仍然会通过电磁耦合和静电耦合两种途径，在电子秤信号线上引起噪声。
②大容量变压器和大功率电动机会产生相当大的漏磁磁通，它会致使影响区域内电子秤信号线产生工频电磁感应噪声。
③为消除或衰减工频干扰可采取下述措施；
（a）称重传感器信号传输电缆避开动力线；
（b）称重传感器传输电缆的屏蔽层科学可靠接地；
（c）采用并联供桥法，以降低系统的输出阻抗；
（d）当无法将电子秤信号电缆与动力线隔离时，应在传输电缆外加金属防护管，并将管子接地。
（2）电子开关。脉冲发生器引起的干扰
某些电子铝件在工作时虽不产生火花放电，但由于线路内电流剧变时产生陡的前沿，会使产生的高能量脉冲心磁场，通过电磁感应方式耦合到电子秤的信号电路中，从而激发出高次谐波，产生很大的噪声。这种高频干扰，除采用屏蔽及屏蔽接地措施外，不可用100μf电容接在称重显示仪表的滤波电路上使其入地。
（3）射频干扰
在任何空间因广播、电视、通讯、邮电、雷达等设备及企业的高频淬火等，均存在着数以千计的各种频率的射频电磁场。电子秤的信号线，相当于一根接收天线，尽管远离各种发射台，但仍会以电磁辐射耦合方式（天线效应）引入这种射频干扰。电磁磁场在“天线”上产生的感应电压，称重显示器中的低通滤波器能将其高频分量滤掉。但低频分量仍能通过低通滤波器，以致对电子秤信号产生干扰。
（4）放电噪声干扰
①火花放电噪声干扰，如雷电、台风、低气压、寒带风雪、火山喷烟、地震等自然变化，均会产生火花放电。它们通过电磁感应途径，在电子秤的信号线上引起40kHz以! 勺的低频噪声；
②工矿作业放电引起的噪声干扰，如电焊、电火花、切割、直流电机的电刷、工业及民用电器的开关、汽车的点火装置、电车导线、日光灯、整流器的瞬间放电等，工作时均会产生火花放电。它们也以电磁场形式，冲击电子秤的信号线路器起干扰。
③电晕放电噪声，在超高压大功串输电线路和变电设备上，会产生电晕放电现象。电晕放电时产生的高频振荡，对电子秤线路会产生一种宽频带，强度高的噪声。
（5）工业环境大地引入的噪声及传输途径
①概述
大地电位总的来说是零电位。但局部地区的地电位，事实上经常有波动，即使在空旷的平地，当风沙飞扬时，地电位也不可能是零。地电位剧烈变化的频率大致在几百赫兹，但有时也会产生上千赫兹的变化脉冲，其峰值在mV或μV量级。地电位的这种变化，通过电子秤的接地线，足以使高灵敏度的称重显示器产生干扰。
尤其碰到雷击，大电流通过避雷针和其它设备的防雷接地桩疏流时，会引起地电位的大幅度变化。
大功率电器设备的漏电、电天开关、负载的变化等原因也是引起地电位变化的另一个重要原因。
②噪声引入的途径之一——共模干扰。
地电位的上述变化能通过设备地脚螺钉、设备本身及称重传感器的安装底座，传入称重传感器外壳。带电外壳通过分布电容祸合到称重传感器内部的应变电桥中去，使传感器输出信号产生噪声。
当采用的前置放大器为差分输入时，似乎理论上不会产生这种干扰。但由于放大器内部元件的参数不可能对称，所以放大后的信号还会存在这种共模干扰噪声。如从这一角度考虑。在地电位变化较大的地点，称重传感器的外壳拟浮地为宜。
③噪声引入途径之二…共接地线的对地电流引入的阻抗噪声
电子秤中若干个称重传感器与称重显示器共用一接地线，则称重显示器地线或某一称重传感器地线入地电流的变化，就会在这条公共接地线始端产生电位变化，从而对其它单元产生噪声。实践证明，只要接地线足够粗，布置对称并减小线路电阻，就能保证共接地电位不变。
④噪声引入途径之三一双点接地引入的噪声
若电缆屏蔽线一端接称重传感器外壳，另一端接称重显示器外壳，并且两端分别接地，则由于两个地电位的不一致，便会产生以大地为连线的回路电流，从而屏蔽层内的电流以电磁感应和电容耦合两种途径，使电子秤信号线产生噪声。
综上所述，为了减少地电位变化引入的噪声，应采取屏蔽系统单端入地，加大地线截面积、减少地线电阻，当必要时，也可采取良称重传感器浮地措施。
（6）其它噪声
①电缆噪声—一当电缆受到冲击、振动时，其绝缘层与屏蔽层之间会产生局部分离和摩擦，以致由于静电效应会在屏蔽层产生电荷运动。这种运动会以电容耦合、电磁耦合方式在电子秤信号。线上产生噪声。为此，必要时可采用同轴电缆予以克服。
②热噪声——温度变化引起电子秤的参数变化及焊接时产生的热电势，使电子秤信号中产生的噪声。此类噪声不能用屏蔽解决，而需要通过对器件的老化、筛选以及温度补偿工艺等措施加以克服。
③电化学噪声——由电蚀（电池效应）引起的电位差。
④接触噪声——电子数线路中接触电阻变化或接触不良，虚焊等引起的噪声。这种噪声的功率密度与频率的倒成正比。
⑤共电源噪声——电子秤电源若与其它电器设备共用一个电源，则其它设备的电流变化，会对电子秤产生干扰。为此，电子秤的电源输入端，应加接一交流稳压器，以稳定电源。