电子汽车衡的接地.doc

浅谈电子汽车衡的接地

在电子汽车衡的应用中，经常发生电磁干扰影响系统工作的情况。常见的现象有：仪表跳数、漂移、偶然跳数、时好时坏、工作不可靠、易损坏等等。接地是抑制电磁干扰的重要方法，也是干扰屏蔽和提高系统安全性的重要内容，对电子衡器起着至关重要的作用。
常规接地的方法有以下几种：
悬浮接地：指电子衡器的工作地与大地系统相互绝缘，这样接地系统上的干扰不会进入设备，提高设备工作可靠性。这种方法在电子称重仪表上应用最为普遍。
单点接地：在整个电路中以某一点做为接地点，其它各单元的地均连接至此接地点。
多点接地：指设备或系统中各接地点直接接到距它最近的接地平面上。
电子衡器的设计安装中，从工程实际的结构布局和抗干扰及安全的角度考虑，常常采用混合接地，即根据衡器中各设备的功率和电平以及设备的敏感度采用悬浮地、单点接地以及多点接地的方法混和使用，发挥各种接地方式的优点，以达到更好的效果。下面我们以一台电子汽车衡为例来加以说明。
假设一台由秤台、多个称重传感器、连接的外部设备如打印机、计算机、大屏幕等构成的电子汽车衡，如图1所示。
在图中，我们可以直接看到从D1~D9共有9个单元的接地，这9个单元按照自身特点，采用一种或多种接地方式，下面我们逐一分析和说明。

图1电子汽车衡接地方法示意
1、秤台接地（D1）：
由于汽车衡的秤台一般均处于户外，易感应带电以及遭受雷击等，在车辆上下秤台时又极易引入静电，在传感器等连线绝缘破坏时也极易带电；另外，秤台也是传感器、接线盒以及传感器传输线免受直接干扰的门户，秤台的良好接地，对于传感器和接线盒等的安全和工作可靠性起着很大的作用；所以采用多点接地属于比较理想的接地方法。如图1中所示，秤台分别在a、b、c三点进行了就近接地，另外，由于传感器和（金属）秤台之间直接接触，又经过传感器的金属部分与大地连接，实现多点接地。这样，即有效的消除秤体静电的累积，又可防止雷电感应造成的设备损坏。
2、传感器接地（D2）：
传感器属于高敏感单元，极易受静电和电磁辐射影响；且传感器同秤台一样，同样也处于户外，遭受雷击的可能性极大，所以，综合上述原因，传感器的接地一般也采用多点接地：弹性体及安装结构部件就近接地，信号传输线的屏蔽线一端通过弹性体接地，另一端在接线盒里与接线盒外壳连接，通过接线盒外壳与秤台连接或搭接接地。由于接线盒与传感器连线相对较短，接地点近，所以，基本不会在传感器的接地点构成较大的地回路，所以在保证设备安全的前提下有效的抑制了干扰。图1中所示的是以3个传感器为例的接地方法，可以看到，3个传感器均在秤台下直接接地，同时又分别连接至接线盒进行接地。实际应用中多个传感器的连接方法与它类似，此处不再细述。
3、接线盒接地(D3)：
接线盒是连接秤体和称重仪表的中间环节，接地的可靠与否，直接影响到秤体和仪表之间的信号传递。所以接线盒接地也是相当重要的环节。接线盒一般可以通过外壳与秤体连接，有时也会考虑将接线盒再与秤体搭接，以提高接地可靠性，增加设备安全性和接线盒壳体的屏蔽作用。
4、屏蔽线的接地（D4、D8、D6）：
图1中D4部分为传感器传输线，D8、D6分别为计算机通讯线和大屏幕的连接线。由于这些传输线的连线较长，屏蔽线的屏蔽作用对于防止电磁感应产生的干扰作用很大。屏蔽线的屏蔽作用是完全靠接地来发挥的，不接地或接地不可靠，屏蔽线不仅毫无用处，反而会成为干扰源。屏蔽线一般常被采用单点接地方式接大地；认为这样可以防止两台设备通过屏蔽线形成地线回路，对传输线产生干扰。但笔者认为，屏蔽线做两点连接也是可行的，首先增加了屏蔽线上干扰信号的泄放通路；另外，在两端接地效果良好的情况下，由于释放回路的增加，极大降低了静电积累等干扰源的产生，即使形成地线回路，地线回路上的电流也极微弱，很难造成对传输线的干扰。两点接地实际上增加了屏蔽线的接地可靠性，增强了屏蔽效果。
5、仪表接地（D9）：
仪表接地实际上分为两部分：首先是仪表壳体和金属结构件以及各接插口的金属外壳接地。一般采用单点接地将地线接到供电电源的地线，然后通过电源地线接大地。其次，在仪表内部包括电路板、元器件等一般会采用悬浮方式。这种接法，保证了外部的干扰不会进入仪表内部，同时又防止了仪表壳体带电造成安全隐患。
前面讲到，仪表壳体等的接地是靠电源线接地的，这就要求称重仪表在铺设电源线时一定要注意地线的连接，那种电源不接地或不可靠接地的做法是极其错误的，不仅存在安全问题，对于仪表的干扰防护也会带来很大的问题。
6、外设接地（D5、D6、D8）：
电子汽车衡连接大屏幕、计算机、打印机等外设是很常见的。这些外设在组成称重系统时，要求必须很好的电源接地。在连接这些外设时，尤其是连接打印机和计算机时，不良的接地将直接导致称重仪表出现数字跳动