德國BROOKS流量計的屏蔽和接地的應用

　　在德國BROOKS流量計電子系統中要想地抑制通過自有空間傳播的電磁干擾?？梢酝ㄟ^屏蔽的方式限制系統內部的電磁輻射，避免對外部元件和裝置的干擾。同時也可以防止來自系統外部的輻射干擾源進入系統內部造成信號源的失真。按工作原理，屏蔽可以分為電場屏蔽、磁場屏蔽及電磁場屏蔽。

　　微機測控系統和其他工業電子設備的干擾與系統接地方式有密切聯系。抑制噪聲的方法之一就是良好接地。的接地系統可以較好地抑制系統內部噪聲耦合，從而提高系統的抗干擾性。下面簡要的分析一下接地的應用。根據電氣設備中回路性質和接地目的可以將接地方式分為三類：安全接地；工作接地；屏蔽接地。

　　1、安全接地

　　符合以下三個條件的電壓為安全電壓，一是標稱電壓小于AC50V和DC120V；二是使用了安全隔離變壓器；三是工作電路與電源電路及大地隔離。如果設備的實際電壓不符合以上安全電壓的條件，凡是人可接觸的部位(如外殼、框架、機座、操作手柄等金屬部件)都必須接地，以便保護人身安全，這個接地叫做安全接地。

　　2、工作接地

　　工作接地又叫信號接地，有單觸點接地、多觸點接地和混合接地三種情況。

　　(1)單點接地有串聯和并聯兩種情況。

　　德國BROOKS流量計為串聯單點接地(又稱公共接地)示意圖。圖中所有單元電路的地串聯連接在一起。R1、R2、R3 表示線路的阻抗，I1、I2和I3分別是單元電路1、2、3的相應電流。

　　這種形式的接地簡單方便，在要求不高的場合應用較廣。但是這一接地形式不適合用在電源功率有很大差異的電路之間。因為高功率電路產生地電流會對低功率電路產生很大的影響。

　　并聯單點接地(又稱分離接地)形式是低頻電路適宜的接地方式。如下2.8圖所示，因為 I1、I2、I3 沒有交叉耦合，所有單個電路的地電位只受本單元電路的地電流和它自身地線阻抗的影響。這種接地需要接地線較多使得布線復雜化。由于本系統的頻率不超過3KHZ 屬于低頻電路，所以適合使用此接地方式，并聯單點接地如圖 2.8 所示。

　　(2)多點接地

　　德國BROOKS流量計中通常使用多點接地系統。因為地平面的電感量小所以阻抗也小。因此在多點接地系統中所有電路都與低阻抗地平面相連接。多點接地的接地線，在多層印制系統中(多層PCB電路板)可以是地線層，單雙層印制板系統則應采用網絡結構。

　　(3)混合接地

　　混合接地是根據不同的頻率采用不同的接地形式。圖2.9是一個典型的通用混合接地系統。在低頻時它相當于單點接地而在高頻時屬于多點接地。

　　(4)工作接地小結

　　一般情況下，如果流量計頻率小于1MHz 時則采用單點接地；如果頻率大于10MHz時則采用多點接地；如果頻率在1—10MHz之間則采用單點接地。雖然PCB電路板上的地采用多點接地但是高頻信號電流不經過板上的電源線，低頻的電源可以使用單點接地形式布線。

　　?由于孔板流量計的組成比其它儀表復雜，且它的測量特點又與別的儀表不同,其測的準確性不僅取決于儀表本身的精度,而且還與測上管道和管路內流體的流動狀況有關。所以，能造成孔板流量計測誤差的原因較多,通常有流計本身誤差.流量計安裝使用不當所產生的誤差等。

　　??除上述這兩種誤差外,容易引起現場操作和訂購流量計人負忽視的卻是蒸汽重度的影響，因蒸汽重度變化所造成的測量誤差往往是較大的。

　　??蒸汽是可壓縮性流體,當其壓力變化時，其重度亦將發生變化.通過流量k計算公式可以知道,孔板流計的流量與流體重度有著很密切的關系.在其它條件不變的情況下,若流體重度發生變化,則流體流將與流體重度的平方根成反比例變化,

　　??在實際中，一般很難蒸汽壓力始終保持不變,亦即重度常會發生變化，而孔板流量計的測量準確性除與其安裝使用有關外,還與其設計參數有直接的關系。當實際流體重度與設計流量計所采用的流體重度不一致時,則將會帶來流量測量誤差.這是因為孔，板式疣量計一且設計完成,其顯示值(即顯示儀表的分度值)只與孔板前后差壓有關，但這一顯示分度值是在某--確定的流體重度(設計時所用的某-設計壓力下的流體重度,常稱為設計重度?)下進行分度的。所以，在實際測量中,如果孔板前后的差壓不變,但若蒸汽壓力發生變化造成重度變化,那么雖然孔板流量計的顯示值不變(因差壓沒變),但實際疵量卻會發生變化(因重度變化),這時就會出現流量測量誤差.為了說明這-點,先來看下面的實例。

　　??鍋爐房需要測量飽和蒸汽流量,選用的是標準孔板,配雙波紋管差壓計顯示流量.訂購時向某儀表廠提供需要計量的飽和蒸汽參數為:流量qmin=4t/h、qmax=8t/h,平均壓力為10kgf/cm?.設備到貨后,按產品說明進行了安裝,但在隨后使用中發現流量計經常出現較大的測量誤差,經標定大誤差達到-31%.現場檢查后,除發現因原因造成實際蒸汽壓力會在了~9kgf/cm2范圍內波動(正常時壓力常為5kgf/am)外,沒有發現流量計在安裝和使用上有何不當,流量計計量的不準確,一直困擾著現場操作人負.

　　??通常廠家是根據用戶提供的流量和壓力參數,來設計孔板流量計.查有關熱工資料,可知:10kgf/cm2的飽和蒸汽所對應的重度為5.139kgf/m?(此重度即為設計重度?設);5kgf/cm2對應的重度為2.669kgf/m?(此重度為實際流體重度?實).根據孔板流量計的流量公式1得:

　　孔板設計的指示流量

　　??如果還考慮αε和d的影響，那么計量的相對誤差還會進一步增大,這一計算值接近于此流量計的實際大相對誤差.通過上面的計算，可以看出:

　?、僖蛘羝囟鹊淖兓斐傻臏y量誤差可能是很大的.蒸汽的實際壓力偏離孔板流計設計壓力越嚴重,所引起的誤差就越大;

　?、谝话闱闆r下,誤差是負值，郎流量計顯示值偏小于實際流量.這是因為用戶常考慮壓力的富裕值,所選壓力往往要高于實際壓力,形成孔板流量計設計時所用壓力高于蒸汽的實際壓力,造成計量偏小.若實際壓力大于設計壓力,則計量值偏大,這時的誤差是正的.

　　??當然實際測量時的誤差不會始終這么大,隨謄蒸汽壓力的波動,實際壓力接近于設計壓力時，誤差就會變小.這個木材加的流量計之所以會出現這么大的誤差,主要原因就是實際壓力太遠離設計壓力所造成的.