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電子稱重儀表是工業(yè)自動化的核心部件，除商用衡器外，大多數(shù)電子稱重儀表往往面臨更復(fù)雜的工況。在電磁環(huán)境比較惡劣的情況下，一些大規(guī)模集成電路常常會受到干擾，導(dǎo)致不能正常工作或在錯誤狀態(tài)下運行，造成的后果往往很嚴重。因此，儀表的抗干擾性能很關(guān)鍵。本文主要從電子稱重儀表的抗干擾測試及在抗干擾設(shè)計中應(yīng)重視問題等兩大方面作闡述和討論，以便讀者能夠了解和掌握工業(yè)電子稱重儀表的相關(guān)知識。在閱讀本文時建議大家查閱相關(guān)國家標準，譬如：GB/T7724-2008《電子稱重儀表》、GB/T2423《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗）、GBAT4793.1-2007稱量、控制和實驗室用電氣設(shè)備的安全要求》等相關(guān)專業(yè)文獻。
1抗干擾性能試驗測試的主要內(nèi)容和注意細節(jié)
1.1電磁輻射（RS）
用于考察儀表對外界高頻電磁場的干擾。高頻電磁波的干擾是通過空間傳輸，輸入10d或除零點外最小負荷值進行實驗：干擾源為場強是1OV/m,頻率范圍為80MHz~2000MHz,調(diào)制80%AM,1kHz的正弦電磁波，然后將儀表放置于規(guī)定的電磁場中，觀察儀表的示值變化應(yīng)不產(chǎn)生大于Id的變差或能處理的顯著增差。
1.2浪涌（沖擊）（surge）
用來模擬自然雷擊或者電網(wǎng)中接入大容性負載所產(chǎn)生的脈沖對儀表的影響。輸入10d或除零點外最小負荷值進行實驗。差模：L-N（O.5kV、60s、3次）；共模：L-PE、N-PE、LN-PE（IkV、60s、3次），受試儀表應(yīng)不產(chǎn)生大于Id的變差或能處理的顯著增差。
1.3靜電放電（ESD）
模擬儀表在接收外界靜電（如人體或設(shè)備帶別輸入10d及接近max的信號進行試驗。嚴酷等級為3級（空氣放電8kV,接觸放電6kV）;放電至少10次，時間間隔1s。受試儀表應(yīng)不產(chǎn)生大于Id的變差或能處理的顯著增差。
1.4工頻磁場發(fā)生器（PMS）
模擬工頻電力線所構(gòu)成的磁場（如大型變壓設(shè)備附近的磁場）對儀表產(chǎn)生的影響。
1.5電快速瞬間脈沖群（EFT/B）
模擬設(shè)備附近或電網(wǎng)中發(fā)生感性負載時導(dǎo)致的脈沖干擾。輸入10d或除零點外最小負荷值進行實驗，嚴酷等級2級（脈沖幅度IkV）,測試實施于供電回路，分別進行正負極性試驗；實驗持續(xù)時間不少于30s（或100個脈沖群）；實驗應(yīng)在室溫下進行。受試儀表應(yīng)不產(chǎn)生大于Id的變差或能處理的顯著增差。
1.6短時電源電壓跌落（DIP/i）
模擬電網(wǎng)中接入大功率的設(shè)備引起的電網(wǎng)電壓和短時中斷現(xiàn)象，主要測試儀表的性能穩(wěn)定性：分別輸入10d及接近max的信號進行試驗；每隔10s使試驗電壓發(fā)生器在半周期將供電電壓跌落到“0”，進行10次；每隔10s使試驗電壓發(fā)生器在半周期將供電電壓跌落到“50”，進行10次；受試儀表應(yīng)不產(chǎn)生大于Id的變差或能處理的顯著增差。
1.7射頻場傳導(dǎo)（CS）
指外界低頻電磁場通過耦合在電纜上產(chǎn)生感應(yīng)電流或電壓，沿著電纜進入儀表內(nèi)部，考察儀表抗干擾能力，相當于在將儀表電源加入規(guī)定的電磁波信號10d或除零點外最小負荷值進行實驗。干擾源為射頻幅值（50Q）10V（e.m.f）,頻率范圍為0.15MHz~80MHz,調(diào)制80%AM,1kHz的正弦電磁波。
判斷標準：當儀表處于干擾場合時，判斷其合格的標準為不發(fā)生顯著增差或檢測出顯著增差但沒有跟其他信息混淆。此規(guī)定可理解為發(fā)生顯著增差時，增差的變化量不計，儀表能迅速恢復(fù)，恢復(fù)后示值變化量不大于e,恢復(fù)時間不太長，可判定為合格；若不能迅速恢復(fù)或連續(xù)出現(xiàn)顯著增差則判定為不合格。
2抗干擾設(shè)計中應(yīng)重視的問題和解決辦法
2.1PCB及電路抗干擾措施
印刷電路板的抗干擾設(shè)計與具體電路有著密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設(shè)計的幾項常用措施作一•些說明。
2.1.1電源線設(shè)計：根據(jù)印刷線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻；同時，使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。
2.1.2地線設(shè)計：在單片機系統(tǒng)設(shè)計中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合來使用，可解決大部分干擾問題。單片機系統(tǒng)中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和模擬地等。
在地線設(shè)計中應(yīng)注意以下幾點：①正確選擇單點接地與多點接地；②數(shù)字地與模擬地分開；③接地線應(yīng)盡量加粗；④接地線構(gòu)成閉環(huán)路。
2.1.3退耦電容配置：PCB設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印刷板的各個關(guān)鍵部位配置適當?shù)耐笋铍娙荨Ｍ笋铍娙莸囊话闩渲迷瓌t為：①電源輸入端跨接10p,F~100piF的電解電容器，如有可能,接100|iF以上的更好；②原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一個O.OlpF的瓷片電容，如遇印刷板空隙不夠，可每4個~8個芯片布置一個lpF~10pF的鈕電容；③對于抗噪聲能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件，如RAM、ROM存儲器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退耦電容；④電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。
2.1.4在印刷板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時，操作它們時均會產(chǎn)生較大火花放電，必須采用RC電路來吸收放電電流。一般R取lkQ~2kfl,C取2.2jjiF~47jjiF。CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時，對不用端要接地或接正電源。
2.2輸入/輸出的電磁兼容性設(shè)計
在單片機系統(tǒng)中輸入/輸出也是干擾源的傳導(dǎo)線和接收射頻干擾信號的拾檢源，稱重儀表設(shè)計時一般要采取有效的措施：①采用必要的共模/差模抑制電路，同時也要采取一定的濾波和防電磁屏蔽措施以減小干擾的進入；②在條件許可的情況下盡可能采取各種隔離措施（如光電隔離或者磁電隔離），從而阻斷干擾的傳播。
2.3單片機復(fù)位電路的設(shè)計
在單片機系統(tǒng)中，看門狗系統(tǒng)對整個單片機
的運行起著特別重要的作用，因為所有的干擾源不可能全部被隔離或去除，一旦進入CPU干擾程序的正常運行，那么復(fù)位系統(tǒng)結(jié)合軟件處理措施就成了一道有效的糾錯防御的屏障了。常用的復(fù)位系統(tǒng)有以下兩種：①外部復(fù)位系統(tǒng)：外部“看門狗”電路可以自己設(shè)計也可以用專門的“看門狗”芯片來搭建，然而，他們各有優(yōu)缺點；②現(xiàn)在越來越多的單片機都帶有自己的片上復(fù)位系統(tǒng)，這樣用戶就可以很方便的使用其內(nèi)部的復(fù)位定時器了，但是，有一些型號的單片機它的復(fù)位指令太過于簡單，這樣也會存在象上述死循環(huán)那樣的“喂狗”指令，使其失去監(jiān)控作用。有一些單片機的片上復(fù)位指令就做的比較好，一般他們把“喂狗”信號做成固定格式的多條指令依順序來執(zhí)行,如果有一定錯誤則該“喂狗”操作無效，這樣就大大提高了復(fù)位電路的可靠性。
2.4防雷擊措施
室外使用的單片機系統(tǒng)或從室外架空引入室內(nèi)的電源線、信號線，要考慮系統(tǒng)的防雷擊問題。常用的防雷擊器件有：氣體放電管、TVS(TransientVoltageSuppression)等。氣體放電管是當電源的電壓大于某一數(shù)值時，通常為數(shù)十伏或數(shù)百伏，氣體擊穿放電，將電源線上強沖擊脈沖導(dǎo)入大地。TVS可以看成兩個并聯(lián)且方向相反的齊納二極管，當兩端電壓高于某一值時導(dǎo)通。其特點是可以瞬態(tài)通過數(shù)百乃至上千安的電流。
2.5電源系統(tǒng)抗干擾
常用的開關(guān)電源與線性電源相比各有優(yōu)缺點，一般工業(yè)控制采用開關(guān)電源方式，而試驗或商用設(shè)備采用線性電源較為合理。由于電源波動會造成儀表輸岀的激勵電壓波動，因此稱量值會隨之變化，故應(yīng)采用較為保險的多級穩(wěn)壓方案。
3總結(jié)
電子稱重儀表在商用衡器及工業(yè)計量中的應(yīng)用非常普遍，應(yīng)用環(huán)境是復(fù)雜多樣，必須重視電子稱重儀表的抗干擾設(shè)計，才能使其在稱重計量中發(fā)揮準確、穩(wěn)定的作用。

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