计重设备抗干扰设计

    公路通行车辆实施按实载收费,充分体现了公平合理的原则。有利于汽车技术和汽车工业的规范发展。实施按实载收费后,各类超载车辆特别是“大吨小标”车,由于其装载质量利用系数较正常车型明显偏小,将不再有存在的市场。一方面,可以有效地解决“大吨小标”的问题,减少各种超载“怪车”的出现,促进汽车技术的健康发展。

    因此,针对某些大型货车为了逃避超载的惩罚,采用大功率高频信号发射设备干扰计重收费,现提出一种有效的设备抗干扰设计,解决上述问题。抗干扰措施主要有。

    1 机柜屏蔽

    根据表1可知,在0．15MHz时,厚度为0．1mm钢屏蔽体屏蔽衰减为2．59Np,约为22dB,铝 板 为3．55Np,约为30．7dB;而在100MHz时,厚度为0．1mm钢屏蔽体屏蔽衰减为64．76Np,约为561dB,铝板为17．8Np,约为154dB;由此可见,在1MHz以下的频带内,铝及铜屏蔽体是比较有效的,而在更高的频谱内占优势的仍然时钢屏蔽体。并且,据材料分析,在增加屏蔽体的厚度时,屏蔽作用也会增加,特别是钢屏蔽体,随着厚度增加,屏蔽作用也急剧增加,所以,可以这样认为,对封闭的机柜,只要恰当的选用外蒙材料和厚度,原则上可以获得无限大的屏蔽效能。

    2 电路抗干扰设计

    2.1 信号处理前置

    计重收费系统的传感器埋设在车道路面,信号需要通过很长一段导线才能传输到机柜内计算机,这段导线也为高频干扰信号的引入提供了路径。传感器输出的是微弱的模拟信号,信号幅度在几mv以下,完全可能被高频干扰信号覆盖,导致计算机得不到正确的车辆重量信息而误判。可以采取把信号处理部分电路前置,并放置在屏蔽壳内,埋设到传感器附近。车辆经过时,信号处理电路位于车的正下方,由于车的底盘是金属结构,而且干扰设备的天线位于车头上方,将极大减弱高频干扰对传感器正常信号的影响。

    2.2 高频滤波

    经实际测试,传感器信号受到的干扰既有共模传导干扰,也有差模传导干扰。共模传导干扰是在设备内噪音电压的驱动下,经过大地与设备之间的寄生电容,在大地与电缆之间流动的噪音电流产生的。减小共模传导噪音的方法是在信号线或电源线中串联共模扼流圈、在地与导线之间并联电容器、组成LC滤波器进行滤波,滤去共模噪声。噪音辐射的电场强度与电缆到观测点的距离成反比,与频率和电缆的长度成正比。

    差模传导干扰是电子设备内部噪音电压产生的与信号电流或电源电流相同路径的噪音电流。减小这种噪音的方法是在信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或用电容和电感组成低通滤波器,来减小高频的噪音。噪音产生的电场强度与电缆到观测点的距离成反比,与频率的平方成正比,与电流和电流环路的面积成正比。所以,减小这种辐射的方法是在信号输入端加LC低通滤波器阻止噪音电流流进电缆;使用屏蔽电缆或扁平电缆,在相邻的导线中传输回流电流和信号电流,使环路面积减小。