浅谈电子汽车衡的接地

摘要:文章论述了电子汽车衡接地的含义和方法,并对电子汽车衡接地的应用进行举例说明,旨在说明正确合理的接地可加强电子汽车衡的安全性和可靠性,确保电子汽车衡的安全使用和量值的准确可靠。

关键词:电子汽车衡;接地方法;传感器接地;仪表接地

中图分类号:TN827文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)24-0053-02

随着社会的发展和科技的进步,全电子汽车衡已经广泛地得到应用。但他们当中的绝大部分都是在露天安装和使用的,因此经常发生电磁干扰影响系统工作和遭到雷电的袭击,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、损坏等。接地是抑制电磁干扰和避免雷击的重要方法,也是干扰屏蔽和提高系统安全性的重要内容,对电子汽车衡器起着至关重要的作用。

1“地”的概念

通常我们所说的“地”是指基准电位点,它并非一定是大地的电位点。由于地球本身是一个导体,它的电容量极大,所以地球的电位是恒定的,为此可把地球的电位当作基准电位——零电位。

2电子汽车衡接地的方法

(1)悬浮接地:指电子汽车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作为接地点,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。

3电子汽车衡接地的应用

全电子汽车衡的设计安装中,从工程实际的结构布局和抗干扰及安全的角度,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接地、单点接地以及多点接地的方法混合使用,发挥各接地方式的优点。以达到更好的效果。下面以一台全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。

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。

3.1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、接地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,对于传感器和接地盒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,既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。

3.2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。

3.3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。

3.4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;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。

3.5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。

3.6外部设备接地(D5、D6、D8)

电子汽车衡连接大屏幕、计算机、打印机等外部设备是很常见的。这些外部设备在组成称重系统时,要求必须很好的电源接地。在连接这些外部设备时,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,连接外部设备时,外部设备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。

作者简介:刘诚(1981-),男,湖南茶陵人,湖南省茶陵县质量技术监督局助理工程师,研究方向:质量管理工程。