一、概述
隨著電子技術在稱重係統中的廣泛應用，稱重技術也隨之迅猛發展，特別是大規模的集成電路應用，使得電子稱重儀表走向精密化、智能化及多功能化，極大的提高了稱重技術在各個行業的應用和發展。
也正是由於大量電子技術的應用及電子稱重儀表使用場合的多樣化，導致目前電子稱重儀表故障率大大增加。特別是惡劣的使用環境使電子稱重儀表時時刻刻都在遭受著來自環境中電磁幹擾的衝擊，這也給儀表設計開發者帶來了一係列的設計難題。本文通過對電子稱重儀表實際使用過程中三個最常見的電磁幹擾方式來進行分析，希望能讓讀者對電子稱重儀表在實際工況下遭受電磁幹擾的方式及其防護措施有所了解。
二、電磁幹擾類型及其防護措施
（一）雷擊浪湧
（1）雷擊產生原因及其影響
雷擊應該是電子稱重儀表應用中破壞性最大的一種電磁幹擾，其最常見的幹擾方式是通過直接擊中電源線產生電湧，這種電湧是異常大的、微妙級的電流脈衝。其單位能量在2.5MJ/Ω~10MJ/Ω。如此大的能量可使電子稱重儀表受到瞬間過壓的損壞。
（2）雷擊防護措施
1）防雷最基本的措施是從設計開發階段在儀表線路板中加入防雷保護。例如：在電源進線前端增加一個電湧保護器（SPD）。SPD分為開關型SPD、限壓型SPD、聯合型SPD。設計者可根據不同需求加裝不同類型的電湧保護器。其中較為可靠的是聯合型SPD，它由開關型部件和限壓型部件聯合組裝在一起，根據二者的聯合參數和應用電壓特性可組成具有電壓開關和限壓這兩種特性兼有的聯合型SPD。但同時在一定程度上增加產品成本，因此可綜合考慮。
2）接地保護是防雷的另一種有效措施，也是正常使用SPD的必要條件，在電子稱重儀表現場應用中，特別是雷電高發區，接地連接的可靠性及必要性顯得尤為重要。這相當於給雷電幹擾一個泄放通道。具體措施可采用儀表電源端地線連接殼體裸露金屬並通過足夠粗的多股銅芯線接入地網，形成等電位，並保證接地電阻小於4Ω。
（二）靜電幹擾
（1）靜電產生原因及其影響
靜電放電是帶電體周圍的場強超過周圍介質的絕緣擊穿場強時，因介質產生電離而使帶電體上的靜電荷部分或者全部消失的過程。當靜電導體之間的電壓超過他們之間空氣和絕緣介質的擊穿電壓時，便會產生電弧。電弧產生時會在0.7ns~10ns的時間裏產生幾十甚至上百安培的電弧電流，如此強大的電流會在瞬間損壞電子元器件。
當儀表使用在靜電易發環境時，特別是使用場合為煤礦、麵粉加工廠、建築工地等粉塵顆粒較多的環境，靜電幹擾會產生的非常頻繁。這是因為上述使用場合的空氣中含有大量粉塵顆粒，這些顆粒在幹燥的空氣中可吸附大量的靜電，一旦進入儀表內部並串入線路板中，便會對線路板中的關鍵元器件造成破壞。輕則降低元器件使用壽命，重則擊穿芯片，使儀表完全不能正常工作。靜電放電產生的另一個途徑是發生在安裝調試過程中。人體由於行走、操作或與其他物體接觸、分離或因靜電感應，空間電荷吸附等原因使其正負極性電荷失去平衡，從而使人體對地電位不為零。因此人體本身也是一個靜電產生源。售後人員對儀表進行調試安裝時，如果沒有采取防靜電措施，人體攜帶的靜電便有可能通過殼體的接線端子串入線路板，並擊穿損壞元器件。
（2）靜電防護措施
針對上述靜電產生原因，稱重現場的靜電防護可著重考慮以下幾方麵內容：
1）殼體設計時考慮防塵設計，例如在殼體連接處增加橡膠墊。
2）PCB設計時考慮在殼體裸露的接線端子處增加濾波元器件。
3）在PCB布線時盡量更加合理。重要的數據線和時鍾線路做包地處理，減小信號的回流麵積，降低其接受高頻磁場的能力。模擬地與數字地進行隔離處理。
4）安裝調試過程中，工作人員應進行靜電防護。例如佩戴防靜電手套、穿防靜電靴，這樣可以減少靜電產生和傳播的途徑。
5）對敏感芯片和元器件增加靜電防護罩，以減少靜電輻射危害。
6）良好的接地是防靜電幹擾的必要措施。
（三）電快速脈衝群幹擾
（1）電快速脈衝群產生原因及其影響
電快速脈衝群幹擾的產生是由於感性負載在斷開或者接通時因為開關觸點間隙的絕緣擊穿或觸點彈跳等緣故，在開關處會產生一連串的暫態脈衝（脈衝群）幹擾。這種脈衝上升時間快、能量低、頻率高，一般不會對設備或器件造成損壞，但會引起儀表的誤操作、顯示異常和程序跑飛等現象。
在某些擁有大功率用電設備的稱重應用場合下，如建築工地、工廠等，在大功率設備開啟或關閉時，電機等感性負載會產生脈衝群幹擾，從而汙染電網，同處在同一電網中的稱重儀表便會遭受這些幹擾，導致顯示電路故障或者按鍵異常。
（2）電快速脈衝群防護措施
1）電快速脈衝群一般通過傳導性耦合、電容電感耦合及電磁輻射耦合三條途徑來對儀表電源係統、信號線及控製線進行幹擾。廣譜的幹擾通過電源線以共模的方式耦合進入係統很難消除。但可以在電源進線端增加吸收式濾波器，該濾波器一般采用鐵氧體材料，有很高的電阻率和磁導率，低頻信號可以基本無衰減的通過，而高頻信號會得到很大的衰減。因此增加濾波器對電源端幹擾抑製是非常有效的。
2）對數字電路部分的防護可以通過在直流供電端增加濾波器，注意將濾波器良好的接地，它能很好的抑製外來幹擾。電源輸入端增加電容濾波，必要時可增加磁珠來濾除高頻幹擾。
3）在PCB布線時盡量合理。強弱電的布線隔離，模擬地與數字地的隔離，這些常用的處理方法應經常使用。對於一些金屬外殼的儀表，PCB接地點與外殼連接線應盡量不要橫跨線路板，選擇就近的殼體連接點進行接地連接。
4）對於快速脈衝群的空間輻射幹擾，儀表與傳感器的連接線使用雙層屏蔽導線可較好的解決這一問題。
三、結束語
本文通過對大量客戶現場的反饋進行分析，總結了實際應用場合下的電磁幹擾對電子稱重儀表的幾種主要幹擾形式，並對如何進行簡單有效的電磁防護進行了概要分析。希望能給各位讀者一些啟示，如有不當之處請各位同行批評指正。