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技术文章

流量计的屏蔽和接地的应用


发布日期:2022-11-23 点击:52次
  在流量计的电子系统中要想有效地抑制通过自有空间传播的电磁干扰。可以通过屏蔽的方式限制系统内部的电磁辐射,避免对外部元件和装置的干扰。同时也可以防止来自系统外部的辐射干扰源进入系统内部造成信号源的失真。按工作原理,屏蔽可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽。
  微机测控系统和其他工业电子设备的干扰与系统接地方式有密切联系。抑制噪声的方法之一就是良好接地。可靠的接地系统可以较好地抑制系统内部噪声耦合,从而提高系统的抗干扰性。下面简要的分析一下接地的应用。根据电气设备中回路性质和接地目的可以将接地方式分为三类:安全接地;工作接地;屏蔽接地。
1、安全接地
  符合以下三个条件的电压为安全电压,一是标称电压小于AC50V和DC120V;二是使用了安全隔离变压器;三是工作电路与电源电路及大地隔离。如果设备的实际电压不符合以上安全电压的条件,凡是人可接触的部位(如外壳、框架、机座、操作手柄等金属部件)都必须接地,以便保护人身安全,这个接地叫做安全接地。
2、工作接地
工作接地又叫信号接地,有单触点接地、多触点接地和混合接地三种情况。
(1)单点接地有串联和并联两种情况。
图 2.7 所示为串联单点接地(又称公共接地)示意图。图中所有单元电路的地串联连接在一起。R1、R2、R3 表示线路的阻抗,I1、I2和I3分别是单元电路1、2、3的相应电流。

  这种形式的接地简单方便,在要求不高的场合应用较广。但是这一接地形式不适合用在电源功率有很大差异的电路之间。因为高功率电路产生地电流会对低功率电路产生很大的影响。
  并联单点接地(又称分离接地)形式是低频电路最适宜的接地方式。如下2.8图所示,因为 I1、I2、I3 没有交叉耦合,所有单个电路的地电位只受本单元电路的地电流和它自身地线阻抗的影响。这种接地需要接地线较多使得布线复杂化。由于本系统的频率不超过3KHZ 属于低频电路,所以适合使用此接地方式,并联单点接地如图 2.8 所示。
(2)多点接地
  高频和数字电路中通常使用多点接地系统。因为地平面的电感量小所以阻抗也小。因此在多点接地系统中所有电路都与低阻抗地平面相连接。多点接地的接地线,在多层印制系统中(多层PCB电路板)可以是地线层,单双层印制板系统则应采用网络结构。
(3)混合接地
  混合接地是根据不同的频率采用不同的接地形式。图2.9是一个典型的通用混合接地系统。在低频时它相当于单点接地而在高频时属于多点接地。

(4)工作接地小结
  一般情况下,如果流量计频率小于1MHz 时则采用单点接地;如果频率大于10MHz时则采用多点接地;如果频率在1—10MHz之间则采用单点接地。虽然PCB电路板上的地采用多点接地但是高频信号电流不经过板上的电源线,低频的电源可以使用单点接地形式布线。
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