电子汽车衡的接地

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：1、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。2、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。3、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。屏蔽线传感器线打印机8.8.8.8.88Q电源大地—通讯线称重仪表通讯线厂+?大地（电源）注：为方便描述，所有与接地无关连线均以虚线表示.了大地（电源）秤台屏蔽线传感器线打印机8.8.8.8.88Q电源大地—通讯线称重仪表通讯线厂+?大地（电源）注：为方便描述，所有与接地无关连线均以虚线表示.了大地（电源）秤台DK大屏幕D6计算机D8传感器D2屏蔽线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、漂移和错误信息提示等问题。这是因为打印机和计算机等设备，它们内部的信号地和大地（电源地）都是连接到一起的，如果不做好电源接地，电源线地线上耦合的干扰信号就会通过打印机或计算机的信号地导入仪表内部的信号地，破坏了仪表原来的悬浮地状态，造成仪表地线干扰，影响仪表正常工作。所以，连接外设外设时，外设电源一定要做到电源良好接地，如图1中所示。以上观点是笔者个人的认识和实际经验的总结，仅此希望能给大家提供参考。实际的接地问题往往更复杂，要具体问题具体分析，不能一概而论。常见问题解答：1、仪表工作正常，接打印机或电脑后跳数，怎么解决？仪表工作正常，接打印机或电脑后跳数，主要是由打印机和电脑的地线干扰引起的。首先要做的就是，检查接地:在系统工作的情况下用万用表的交流档测量地线和大地的电压（一般可以用零线代替大地），该电压要求低于交流10V。如果电压太高，则必须重新接地，接地电阻要小于4欧姆，使地线和大地的电压降到交流10V以下。如果地线和大地的电压低于交流10V还有干扰，这时就要检查传感器、接线盒对大地绝缘阻抗了。测量方法是：用万用表的兆欧档测量接线盒中电源线、信号线分别对传感器屏蔽层（弹性体）的电阻，该电阻要求无限大（万用表几乎测不到）。如果该电阻偏小，就要查出漏电的传感器或器件更换了。如果没有万用表，可以逐个拆掉传感器，直到仪表不跳字为止，那么最后拆下的那个传感器很有可能就是漏电的传感器。2、接线盒到仪表的屏蔽线的屏蔽层应该怎么处理？接线盒到仪表的屏蔽线的屏蔽层我们推荐的方式是：一点或两点接大地。在实际使用中还可能会出现，不接地、单点接系统地、一点接系统地一点接大地这三种情况。下面我们来分析一下这几种情况的优劣。a、秤台侧单点接大地这是比较传统的一种做法。该方法优点是：可以充分发挥屏蔽层的屏蔽作用；不会形成地电流干扰里面的信号线。b、仪表侧单点接大地（一般接交流电源地）这个方式和上一个类似，但如果交流电源地本身带有干扰信号的话，反而引入干扰。c、两点接大地这是我们比较推荐的一种做法。该方法的优点是：充分发挥屏蔽层的屏蔽作用，且多点接地较可靠，同时可降低感应雷击的损坏率。缺点是：可能形成地电流而干扰信号线。d、不接地这是最不好的一种接地方式，基本发挥不了屏蔽线的作用。唯一的优点是不会带来任何“负”作用。e、单点接系统地这种接地方式从理论上讲抗干扰效果最好。但实际应用风险很大，感应雷击容易通过屏蔽线窜入系统，造成系统的永久损坏。f、一点接系统地一点接大地一般是仪表侧接系统地，秤台侧接大地。这样仪表的系统地就通过屏蔽层在秤台侧接大地了，这种接法在某些情况（例如接了没有接地的打印机或电脑时），可能发挥一定的作用。缺点是屏蔽线被当作接地线使用了，屏蔽效果降低，同时容易掩盖外设接地的问题，造成仪表和外设的接口的损坏率上升。所以笔者不推荐该种接法。打印机或电脑还是应该在其电源侧可靠接地，这样才能保证系统的长期可靠运行。3、为什么同样的系统，A9+接打印机要跳