摘 要： 在修建高速公路、橋梁、高層建筑等許多建筑工程中，為了保證建筑質量，多采用混凝土配料控制系統(tǒng)，以保證混凝土的配比?；炷僚淞峡刂葡到y(tǒng)主要由單片機和電子計量電路構成，在施工工地大型機械和電氣設備使用比較普遍，干擾源較多。但混凝土電腦配料控制系統(tǒng)中的電子計量由于信號較弱，易于受到各種電磁干擾，從而影響計量的精度。在研制混凝土控制系統(tǒng)配料的過程中，分析各種干擾產生的原因，針對不同的干擾源采取了不同的抗干擾措施，取得了較好的效果。重點介紹了在混凝土配料控制系統(tǒng)的工作原理和在工作過程中遇到的各種干擾源產生的原因及采取的措施。
關鍵詞： 干擾；精度；計量； 隔離；采樣
混凝土的技術指標對于整個建筑工程的質量有著舉足輕重的關系。為了保證混凝土的技術指標，提高工程的質量，必須保證混凝土配料的精度。但是由于電子計量在工作過程中受到大量干擾源的干擾，會嚴重影響計量的精度。保證配料的精度是電子計量的前提。因此，對產生干擾的干擾源的分析以及采取抗干擾的辦法，在電子計量器的設計中必須給予充分的考慮。針對計量過程中出現的干擾現象，在設計過程中進行了分析，主要采取以下措施，取得了很好的效果。
1 電子計量的工作原理
拉力傳感器將機械拉力轉換成電信號，信號經過AD620放大電路放大，利用LM331的V/F轉換功能，將電壓信號轉換為頻率信號，通過光電耦合輸入單片機，單片機通過對信號的處理、計算，根據配方的要求輸出信號,經過光電隔離及驅動電路驅動繼電器的動作，控制送料和出料電機的起停。其過程流程圖如圖1所示。
2 電子計量中干擾源的分析
拉力傳感器輸出的信號為毫伏級的微弱信號。需要通過信號放大才能進行V/F 轉換，所以測量信號有很小的干擾，就可能產生很大的偏差。用于控制進料和出料的是大電流、大功率的電動機，混凝土配料的工作現場環(huán)境復雜、惡劣。因此存在大量的電磁干擾源。主要包括：
(1) 大電流、大功率電動機等用電設備的頻繁啟動、停止產生的電源波動，會對電路的供電電壓產生干擾。
(2) 大電流、大功率電動機等用電設備產生的電場和磁場信號，對測量信號和頻率信號產生很大的干擾。
(3) 由空間電磁輻射的干擾。例如：通訊工具的使用對測量信號也會產生干擾。
這些干擾信號的存在，必然會影響到電子計量器的精度，不采取有效的措施，很難保證設備穩(wěn)定的工作。
3 抗干擾的原理及措施
干擾源、傳輸途徑和對干擾信號敏感的接收電路，是產生電磁干擾的3個基本條件，并且只有同時具備3個條件時才產生干擾。如果消除其中任意一個條件，干擾也就自然消除了?？垢蓴_就是設法破壞其中的一個或幾個產生干擾的基本條件。通常采取的方法是：
① 抑制噪聲源，直接消除干擾產生的源頭。
② 切斷電磁干擾的傳遞途徑，消除干擾源與受擾設備間的干擾耦合。
③ 增強受擾設備抵抗電磁干擾的能力，降低其對干擾信號的敏感性。
通過上面的分析，混凝土電子計量的工作現場，對噪聲源進行抑制比較困難。因此，采用切斷干擾的傳遞途徑和增強受擾設備抵抗電磁干擾能力的方式比較合理。對此采取以下措施：
(1) 屏蔽是抑制空間干擾的主要措施，方法是利用屏蔽體切斷或削弱干擾場的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳遞。
①對信號的傳輸通道選用屏蔽性能較好的屏蔽電纜，并良好接地。
②對電氣控制柜的全金屬殼體屏蔽，并將屏蔽罩進行良好接地，任何殼體間的絕緣都會導致干擾外逸。
③正確接地和合理布線。為切斷電氣線路對信號線的干擾耦合，布線的原則是交直流分開、強弱分開、模擬與數字信號分開。
(2) 電流采用隔離變壓器。由電壓、電流突變會在電源線和地線上產生脈沖干擾，根據有關方面的測試表明,這種干擾電壓峰值由幾百伏至幾千伏不等，其頻率為幾百赫茲至兩兆赫茲，其持續(xù)時間為干擾電壓的1～3個周期，為此可采用抗干擾隔離變壓器。這種變壓器在繞制時將初級和次級分開繞制，并加屏蔽來減少其分布電容，以提高抗干擾能力。
(3) 對交流電源實行濾波。在220V交流電源通過隔離變壓器后又加裝了濾波電路如圖2所示。
圖2 中C2= 6 800 pF，C3= 1～10 LF 。這種濾波器對濾掉干擾頻率有一定效果。因L對較高頻率有一定的阻抗。而電容C，對高頻阻抗小，可對干擾頻率提供回路，故對濾除干擾很有效。
(4) 采用開關電源。當電源經整流濾波后，雖干擾電平經整流濾波器濾波，但一般電解電容的感抗分量對脈沖干擾較為顯著，所以仍有余量耦合進入下一級。此級為振蕩級，振蕩則是利用元件的非線性飽和特性，對尖脈沖有較好的抑制作用，而且振蕩頻率近十萬赫茲，其濾波則以高頻濾波為主，無疑對尖脈沖有很好的抑制作用。因此開關電源的抗干擾能力強。目前，這種電源已得到廣泛應用。
( 5) 微機與外設I/O采用隔離措施。用光電隔離措施，將外設與微機完全隔離，其信號通過光電耦合互通。
電源各自獨立，不共地。來自現場傳感器的是模擬信號的輸入，模擬信號比較容易受到干擾。而輸出信號引向受控部件，受控元件則是大電流的繼電器，可將接收到的干擾電平傳輸到計算機接口電路，擾亂微機正常工作。因而可將輸入輸出信號進行隔離，與主機無電連接，微機相對外設處于浮空，如圖3所示。
(6) 軟件的抗干擾措施。由于干擾的途徑復雜，頻率雜散，因而較為頑固。所以，應多方面采取措施。除在硬件上積極消除干擾，軟件也可采取數字濾波處理程序。
①取平均值法。適合于模數轉換后的數據處理。方法是在一定時間范圍內，對一點連續(xù)多次采樣，然后對取得的數據計算其平均值。
②比較法。因干擾脈沖往往是規(guī)則且隨機的脈沖電壓和頻率，而對數據的采集，對程序的運行是極短時間的破壞，其時間的持續(xù)一般是干擾電壓1～3個周期。若在一定時間范圍內分幾次采集，然后對采集回的數據逐個比較，選取相同的數據為正確信號，能在很大程度上避開因干擾而采集回的數據發(fā)生錯誤。當然，也可能在這段時間內因干擾過強，比較不一而丟失數據，但這種機率是極小的。因干擾現象復雜而頑固，需采取硬件、軟件雙重措施來消除干擾。
