現(xiàn)代電子秤的防護(hù)技術(shù)
我國(guó)是世界第一大地磅制造國(guó),電子秤的技術(shù)已經(jīng)很成熟了,產(chǎn)品應(yīng)用也越來越普遍,已經(jīng)發(fā)展到各個(gè)行業(yè),從模擬傳感器電子秤發(fā)展到了數(shù)字傳感器電子秤,產(chǎn)品的使用環(huán)境也不盡相同,特別是大 型電子秤,在使用中經(jīng)常出現(xiàn)地磅莫名其妙的燒毀現(xiàn)象,給用戶造成重大經(jīng)濟(jì)損失,影響電子秤的 正常使用。因此,研究電子秤的防護(hù)技術(shù)意義重大。
電子秤一般是指裝有電子裝置的電子秤。因其種類繁多,且涉及貿(mào)易結(jié)算和保護(hù)廣大消費(fèi)者的利益,所以為 世界各國(guó)政府普遍關(guān)注和重視,并被確定為國(guó)家強(qiáng)制管理 的法制計(jì)量器具。在微電子技術(shù)廣泛應(yīng)用在電子秤的今天,應(yīng)特別注重電子秤的防護(hù)問題,提高電子秤適應(yīng)不同 環(huán)境的能力和耐受干擾的能力,使電子地磅可以在一定外來干擾或沖擊的情況下能夠穩(wěn)定、可靠地繼續(xù)工作,這就需要進(jìn)行電子秤防護(hù)技術(shù)的研究。
1.電子秤燒毀的現(xiàn)象
(1)儀表有關(guān)器件或保護(hù)器件被燒毀,有或沒有燒毀痕跡。
(2)一只或多只傳感器的應(yīng)變計(jì)或保護(hù)器件被燒毀,有或沒有燒毀痕跡。
(3)現(xiàn)場(chǎng)有干擾源,電子秤的抗干擾能力不能滿足現(xiàn)場(chǎng) 情況的要求,造成電子秤數(shù)據(jù)不穩(wěn)。
2.造成電子秤燒毀的原因分析
a.對(duì)傳感器的分析
稱重傳感器是通過由電阻應(yīng)變式應(yīng)變計(jì)組成的惠斯通 電橋?qū)崿F(xiàn)重量到電信號(hào)轉(zhuǎn)換的,電阻應(yīng)變計(jì)是利用電阻的應(yīng)變效應(yīng),將被測(cè)試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件,是目前使用最廣泛的一種應(yīng)變測(cè)試元件,箔式應(yīng)變計(jì)的最大工作電流一般是75~100m A,稱重傳感器的供橋電壓一般要求不超過15V,試驗(yàn)表明,在輸出電阻為350ft的 傳感器電源側(cè)施加交流50V,很短時(shí)間內(nèi)就可燒壞;若施加交流90V,則瞬間即可燒壞;若施加1.2/50微秒雷電波,在 1500V時(shí)即可瞬間燒壞,所謂燒壞就是傳感器中的一只或多只應(yīng)變計(jì)燒斷,無法組成惠斯通電橋,造成傳感器無正常輸出。以上幾種試驗(yàn)所燒毀稱重傳感器與使用現(xiàn)場(chǎng)燒毀稱重傳感器的現(xiàn)象完全相同。這從一個(gè)側(cè)面說明了燒毀稱重傳感器的罪魁禍?zhǔn)资请妷哼^大。
b.對(duì)稱重儀表的分析
稱重儀表是電子秤的重要組成部分,是電子秤的大腦,他主要由接收稱重傳感器信號(hào)的輸人接口、內(nèi)部計(jì) 算機(jī)、顯示、鍵盤、將稱重?cái)?shù)據(jù)信息傳送出去的輸出接口等組成,通過對(duì)維修情況進(jìn)行分析,儀表的輸人接口和輸出接口出現(xiàn)故障的比例較高,主要是器件損壞,嚴(yán)重的出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象,從現(xiàn)象分析主要是儀表受到了高電壓、大電流的沖擊,從路徑分析,主要是通過地線和接口數(shù)據(jù)線。
c.對(duì)電子秤的分析
電子秤主要由承載器(秤臺(tái))、稱重傳感器、稱重儀表以及計(jì)算機(jī)外設(shè)等組成,對(duì)于電子汽車衡等大型電子秤主要在室外安裝使用,秤臺(tái)、傳感器在室外,與秤房有較大的距離,數(shù)據(jù)線較長(zhǎng),同時(shí)主要使用在廠礦、企業(yè),電子秤所處的工業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜、惡劣,電源質(zhì)量較差,因此容易受到外界環(huán)境的影響。
d.原因分析
根據(jù)電子秤結(jié)構(gòu),儀表、傳感器的原理和維修情況,處理經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)理論可以判斷電子秤在使用中易受到高電壓、大電流的沖擊破壞,小則引起干擾,大則引起器件損壞,甚至引起爆裂、燒毀,降低了產(chǎn)品的可靠 性,嚴(yán)重影響用戶使用和產(chǎn)品的聲譽(yù)。造成電子秤損壞、燒 毀的真正原因是浪涌電壓。浪涌電壓主要由雷擊、閃電,工業(yè)過電壓,靜電感應(yīng),核磁輻射產(chǎn)生,在電子秤方面,核磁輻射可以不用考慮,主要研究雷擊、閃電,工業(yè)過電壓和靜電感應(yīng)。電子汽車衡等大型電子秤由于秤臺(tái)、傳感器主要安裝在室外,因此易受雷擊、閃電、靜電感應(yīng)的影響;稱重儀表部分主要安裝在室內(nèi),易通過供電電源遭 受工業(yè)過電壓和靜電感應(yīng)的影響。當(dāng)浪涌電壓高于電子秤能承受電壓值時(shí)必將引起衡器的損壞。
3.電子秤的防護(hù)
浪涌電壓經(jīng)由電力線以及與外界有線纜聯(lián)系的信號(hào)電路使電子設(shè)備損壞,因此電子秤的防護(hù)必須進(jìn)行系統(tǒng)防護(hù)才能有效阻止或減少浪涌電壓對(duì)電子秤的損壞,同時(shí)解決了防雷問題也就解決了防浪涌問題,防雷保護(hù)的三道防線:
①外部保護(hù)一將絕大部分雷電流直接引人地下泄 散;
②內(nèi)部保護(hù)及過電壓保護(hù)一阻塞沿電源線或數(shù)據(jù) 線、信號(hào)線引人的侵人波危害設(shè)備;
③過電壓保護(hù)一限 制被保護(hù)設(shè)備上雷電過電壓幅值。
電子秤的防護(hù)更有其特殊性,電子秤屬于國(guó)家法制強(qiáng)檢計(jì)量器具,因此任何防護(hù)措施必須確保不能影響電子秤的計(jì)量性能,因此不能直接拿在其他行業(yè)使用良好的裝置使用在電子秤上,應(yīng)進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)和檢測(cè),確保計(jì)量性能不受影響并能起到可靠的保護(hù)作用。
根據(jù)電子秤的結(jié)構(gòu)、相關(guān)防護(hù)理論以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 提出以下防護(hù)措施:
①在電子秤周圍設(shè)置有效的防直擊雷的避雷設(shè)施;
②提高電子秤部件的防護(hù)能力,減少外界過電壓的影響;
③做好線路的屏蔽處理,最大限度降低感應(yīng)過電壓的幅值;
④必要時(shí)在電源線或數(shù)據(jù)線、信號(hào)線人口處增加防護(hù)部件,限制過電壓幅值使之達(dá)到衡器部件可以承受的水平;
⑤在電子秤輸人、輸出接口之間采取光電隔離措施,減少設(shè)備之間的相互影響,提高系統(tǒng)可靠性;
⑥正確可靠接地。嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行接地處理,接地是一切防護(hù)的基礎(chǔ),必須確保接地正確可靠,否則會(huì)起到反作用,影響設(shè)備的可靠使用。必須根據(jù)設(shè)備安裝的現(xiàn)場(chǎng)情況正確處理接地電阻,防雷接地、設(shè)備接地、電源接地、屏蔽接地之間的關(guān)系,使采取的防護(hù)措施安全有效;
⑦加強(qiáng)設(shè)備檢查保養(yǎng),確保防護(hù)措施始終有效。采取了保護(hù)措施并不是一勞永逸,應(yīng)經(jīng)常檢查防護(hù)部件是否處于良好的正常工作狀態(tài)。
為提高電子秤的可靠性和穩(wěn)定性,提高電子秤的防護(hù)能力是十分必要的。本文針對(duì)電子秤出現(xiàn)的器件燒 毀現(xiàn)象進(jìn)行了原因分析,提出了一些防護(hù)措施技術(shù),同時(shí)介紹了一套實(shí)際使用有效的防護(hù)部件,可以大大提高電子秤的可靠性和穩(wěn)定性。
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