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(yīng)用中，經(jīng)常發(fā)生電磁干擾影響系統(tǒng)工作的情況。常見的現(xiàn)象有：儀表跳數(shù)、漂移、偶然跳數(shù)、時(shí)好時(shí)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(tǒng)安全性的重要內(nèi)容，對(duì)電子衡器起著至關(guān)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(tǒng)相互絕緣，這樣接地系統(tǒng)上的干擾不會(huì)進(jìn)入設(shè)備，提高設(shè)備工作可靠性。這種方法在電子稱重儀表上應(yīng)用最為普遍。2、單點(diǎn)接地：在整個(gè)電路中以某一點(diǎn)做為接地點(diǎn)，其它各單元的地均連接至此接地點(diǎn)。3、多點(diǎn)接地：指設(shè)備或系統(tǒng)中各接地點(diǎn)直接接到距它最近的接地平面上。電子衡器的設(shè)計(jì)安裝中，從工程實(shí)際的結(jié)構(gòu)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(jù)衡器中各設(shè)備的功率和電平以及設(shè)備的敏感度采用懸浮地、單點(diǎn)接地以及多點(diǎn)接地的方法混和使用，發(fā)揮各種接地方式的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到更好的效果。下面我們以一臺(tái)電子汽車衡為例來加以說明。假設(shè)一臺(tái)由秤臺(tái)、多個(gè)稱重傳感器、連接的外部設(shè)備如打印機(jī)、計(jì)算機(jī)、大屏幕等構(gòu)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(gè)單元的接地，這9個(gè)單元按照自身特點(diǎn)，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(jī)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?zé)o關(guān)連線均以虛線表示.了大地（電源）秤臺(tái)屏蔽線傳感器線打印機(jī)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?zé)o關(guān)連線均以虛線表示.了大地（電源）秤臺(tái)DK大屏幕D6計(jì)算機(jī)D8傳感器D2屏蔽線1、秤臺(tái)接地（D1）：由于汽車衡的秤臺(tái)一般均處于戶外，易感應(yīng)帶電以及遭受雷擊等，在車輛上下秤臺(tái)時(shí)又極易引入靜電，在傳感器等連線絕緣破壞時(shí)也極易帶電；另外，秤臺(tái)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(tái)的良好接地，對(duì)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(diǎn)接地屬于比較理想的接地方法。如圖1中所示，秤臺(tái)分別在a、b、c三點(diǎn)進(jìn)行了就近接地，另外，由于傳感器和（金屬）秤臺(tái)之間直接接觸，又經(jīng)過傳感器的金屬部分與大地連接，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)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(yīng)造成的設(shè)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(tái)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(diǎn)接地：彈性體及安裝結(jié)構(gòu)部件就近接地，信號(hào)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(tái)連接或搭接接地。由于接線盒與傳感器連線相對(duì)較短，接地點(diǎn)近，所以，基本不會(huì)在傳感器的接地點(diǎn)構(gòu)成較大的地回路，所以在保證設(shè)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(gè)傳感器為例的接地方法，可以看到，3個(gè)傳感器均在秤臺(tái)下直接接地，同時(shí)又分別連接至接線盒進(jìn)行接地。實(shí)際應(yīng)用中多個(gè)傳感器的連接方法與它類似，此處不再細(xì)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(hào)傳遞。所以接線盒接地也是相當(dāng)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(shí)也會(huì)考慮將接線盒再與秤體搭接，以提高接地可靠性，增加設(shè)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(jì)算機(jī)通訊線和大屏幕的連接線。由于這些傳輸線的連線較長(zhǎng)，屏蔽線的屏蔽作用對(duì)于防止電磁感應(yīng)產(chǎn)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(huì)成為干擾源。屏蔽線一般常被采用單點(diǎn)接地方式接大地；認(rèn)為這樣可以防止兩臺(tái)設(shè)備通過屏蔽線形成地線回路，對(duì)傳輸線產(chǎn)生干擾。但筆者認(rèn)為，屏蔽線做兩點(diǎn)連接也是可行的，首先增加了屏蔽線上干擾信號(hào)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(chǎn)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(duì)傳輸線的干擾。兩點(diǎn)接地實(shí)際上增加了屏蔽線的接地可靠性，增強(qiáng)了屏蔽效果。5、儀表接地（D9）：儀表接地實(shí)際上分為兩部分：首先是儀表殼體和金屬結(jié)構(gòu)件以及各接插口的金屬外殼接地。一般采用單點(diǎn)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(nèi)部包括電路板、元器件等一般會(huì)采用懸浮方式。這種接法，保證了外部的干擾不會(huì)進(jìn)入儀表內(nèi)部，同時(shí)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(shè)電源線時(shí)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(cuò)誤的，不僅存在安全問題，對(duì)于儀表的干擾防護(hù)也會(huì)帶來很大的問題。6、外設(shè)接地（D5、D6、D8）：電子汽車衡連接大屏幕、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等外設(shè)是很常見的。這些外設(shè)在組成稱重系統(tǒng)時(shí)，要求必須很好的電源接地。在連接這些外設(shè)時(shí)，尤其是連接打印機(jī)和計(jì)算機(jī)時(shí)，不良的接地將直接導(dǎo)致稱重儀表出現(xiàn)數(shù)字跳動(dòng)、漂移和錯(cuò)誤信息提示等問題。這是因?yàn)榇蛴C(jī)和計(jì)算機(jī)等設(shè)備，它們內(nèi)部的信號(hào)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(hào)就會(huì)通過打印機(jī)或計(jì)算機(jī)的信號(hào)地導(dǎo)入儀表內(nèi)部的信號(hào)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(shè)外設(shè)時(shí)，外設(shè)電源一定要做到電源良好接地，如圖1中所示。以上觀點(diǎn)是筆者個(gè)人的認(rèn)識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，僅此希望能給大家提供參考。實(shí)際的接地問題往往更復(fù)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(jī)或電腦后跳數(shù)，怎么解決？?jī)x表工作正常，接打印機(jī)或電腦后跳數(shù)，主要是由打印機(jī)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(tǒng)工作的情況下用萬用表的交流檔測(cè)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(shí)就要檢查傳感器、接線盒對(duì)大地絕緣阻抗了。測(cè)量方法是：用萬用表的兆歐檔測(cè)量接線盒中電源線、信號(hào)線分別對(duì)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(cè)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(gè)拆掉傳感器，直到儀表不跳字為止，那么最后拆下的那個(gè)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(yīng)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(diǎn)或兩點(diǎn)接大地。在實(shí)際使用中還可能會(huì)出現(xiàn)，不接地、單點(diǎn)接系統(tǒng)地、一點(diǎn)接系統(tǒng)地一點(diǎn)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(tái)側(cè)單點(diǎn)接大地這是比較傳統(tǒng)的一種做法。該方法優(yōu)點(diǎn)是：可以充分發(fā)揮屏蔽層的屏蔽作用；不會(huì)形成地電流干擾里面的信號(hào)線。b、儀表側(cè)單點(diǎn)接大地（一般接交流電源地）這個(gè)方式和上一個(gè)類似，但如果交流電源地本身帶有干擾信號(hào)的話，反而引入干擾。c、兩點(diǎn)接大地這是我們比較推薦的一種做法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：充分發(fā)揮屏蔽層的屏蔽作用，且多點(diǎn)接地較可靠，同時(shí)可降低感應(yīng)雷擊的損壞率。缺點(diǎn)是：可能形成地電流而干擾信號(hào)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(diǎn)是不會(huì)帶來任何“負(fù)”作用。e、單點(diǎn)接系統(tǒng)地這種接地方式從理論上講抗干擾效果最好。但實(shí)際應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)很大，感應(yīng)雷擊容易通過屏蔽線竄入系統(tǒng)，造成系統(tǒng)的永久損壞。f、一點(diǎn)接系統(tǒng)地一點(diǎn)接大地一般是儀表側(cè)接系統(tǒng)地，秤臺(tái)側(cè)接大地。這樣儀表的系統(tǒng)地就通過屏蔽層在秤臺(tái)側(cè)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(jī)或電腦時(shí)），可能發(fā)揮一定的作用。缺點(diǎn)是屏蔽線被當(dāng)作接地線使用了，屏蔽效果降低，同時(shí)容易掩蓋外設(shè)接地的問題，造成儀表和外設(shè)的接口的損壞率上升。所以筆者不推薦該種接法。打印機(jī)或電腦還是應(yīng)該在其電源側(cè)可靠接地，這樣才能保證系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。3、為什么同樣的系統(tǒng)，A9+接打印機(jī)要跳