德国BROOKS流量计的屏蔽和接地的应用

德国BROOKS流量计的屏蔽和接地的应用

　　在德国BROOKS流量计电子系统中要想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。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。

　　德国BROOKS流量计为串联单点接地(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

　　德国BROOKS流量计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。

　　?由于孔板流量计的组成比其它仪表复杂，且它的测量特点又与别的仪表不同,其测的准确性不仅取决于仪表本身的精度,而且还与测上管道和管路内流体的流动状况有关。所以，能造成孔板流量计测误差的原因较多,通常有流计本身误差.流量计安装使用不当所产生的误差等。

　　??除上述这两种误差外,容易引起现场操作和订购流量计人负忽视的却是蒸汽重度的影响，因蒸汽重度变化所造成的测量误差往往是较大的。

　　??蒸汽是可压缩性流体,当其压力变化时，其重度亦将发生变化.通过流量k计算公式可以知道,孔板流计的流量与流体重度有着很密切的关系.在其它条件不变的情况下,若流体重度发生变化,则流体流将与流体重度的平方根成反比例变化,

　　??在实际中，一般很难蒸汽压力始终保持不变,亦即重度常会发生变化，而孔板流量计的测量准确性除与其安装使用有关外,还与其设计参数有直接的关系。当实际流体重度与设计流量计所采用的流体重度不一致时,则将会带来流量测量误差.这是因为孔，板式疣量计一且设计完成,其显示值(即显示仪表的分度值)只与孔板前后差压有关，但这一显示分度值是在某--确定的流体重度(设计时所用的某-设计压力下的流体重度,常称为设计重度?)下进行分度的。所以，在实际测量中,如果孔板前后的差压不变,但若蒸汽压力发生变化造成重度变化,那么虽然孔板流量计的显示值不变(因差压没变),但实际疵量却会发生变化(因重度变化),这时就会出现流量测量误差.为了说明这-点,先来看下面的实例。

　　??锅炉房需要测量饱和蒸汽流量,选用的是标准孔板,配双波纹管差压计显示流量.订购时向某仪表厂提供需要计量的饱和蒸汽参数为:流量qmin=4t/h、qmax=8t/h,平均压力为10kgf/cm?.设备到货后,按产品说明进行了安装,但在随后使用中发现流量计经常出现较大的测量误差,经标定大误差达到-31%.现场检查后,除发现因原因造成实际蒸汽压力会在了~9kgf/cm2范围内波动(正常时压力常为5kgf/am)外,没有发现流量计在安装和使用上有何不当,流量计计量的不准确,一直困扰着现场操作人负.

　　??通常厂家是根据用户提供的流量和压力参数,来设计孔板流量计.查有关热工资料,可知:10kgf/cm2的饱和蒸汽所对应的重度为5.139kgf/m?(此重度即为设计重度?设);5kgf/cm2对应的重度为2.669kgf/m?(此重度为实际流体重度?实).根据孔板流量计的流量公式1得:

　　孔板设计的指示流量

　　??如果还考虑αε和d的影响，那么计量的相对误差还会进一步增大,这一计算值接近于此流量计的实际大相对误差.通过上面的计算，可以看出:

　　①因蒸汽重度的变化所造成的测量误差可能是很大的.蒸汽的实际压力偏离孔板流计设计压力越严重,所引起的误差就越大;

　　②一般情况下,误差是负值，郎流量计显示值偏小于实际流量.这是因为用户常考虑压力的富裕值,所选压力往往要高于实际压力,形成孔板流量计设计时所用压力高于蒸汽的实际压力,造成计量偏小.若实际压力大于设计压力,则计量值偏大,这时的误差是正的.

　　??当然实际测量时的误差不会始终这么大,随誊蒸汽压力的波动,实际压力接近于设计压力时，误差就会变小.这个木材加的流量计之所以会出现这么大的误差,主要原因就是实际压力太远离设计压力所造成的.