Молниезащита: Тензодатчиков C16A и C16i

Испытания тензометрических датчиков веса на устойчивость к грозовым импульсам

Тензодатчики используемые в автомобильных весах, должны быть защищены от перенапряжения, для того что бы противостоять ударам молнии.

Тензодатчики С16А и С16I компании НВМ соответветствуют этим требованиям. Это было доказано результатами полученными в специальных лабораториях, где тензометрические датчики веса были тщательно протестированы с помощью смоделированных ударов молний.

 


Аттестация независимыми экспертами

Все события во время испытаний грозового импульса были проверенны и задокументированы экспертной организацией TÜV Süd (Немецкая Экспертная Организация)

C16A C16I

 

Защита весоизмерительной системы от разряда молнии

 В   результате   сложных   процессов,   происходящих   в   атмосфере,   в   грозовых   облаках формируются электрические заряды большой мощности. Эти заряды генерируют электрические поля уровня облако – облако и облако – земля. Эти электрические заряды разряжаются через молнии токами большой силы,    образуя мощные электрические поля на обширной территории. Приблизительно 100 разрядов молний достигают земли (около 15% от общего количества) каждую секунду. Электрические поля от молний, ударяющих на расстоянии (до 300м), также влияют на нормальную работу систем (даже современных) с электронными компонентами и результатом может быть выход системы из строя. Прямое попадание молнии в незащищенную систему приводит обычно к ее полному разрушению из-за огромного количества энергии.

 

Повреждения весоизмерительного оборудования разрядом молнии

 Современные весоизмерительные системы состоят обычно из датчиков (тензорезисторных) и электронных компонентов. Большинство повреждений вызывается не прямым попаданием молнии в оборудование, а влиянием эффектов удаленного попадания. В этом случае либо часть тока молнии находит свой путь к оборудованию, либо в системе образуется перепад напряжения, вызванный большой силой тока разряда молнии. Перепады напряжения могут повредить тензорезисторы и балансировочные элементы датчика.  Это приводит либо к полному выходу датчика из строя, т.е. тензодатчик не производит более измерительный сигнал, либо работа датчика становится нестабильной, что  на практике достаточно сложно определить. То же справедливо и в отношении вторичного преобразователя – отдельные цепи или весь прибор могут выйти из строя.

 

Принципы защиты от разрядов молнии

 Существует различие  между  внешними  (Рис.1)  и внутренними (Рис.2)  мерами защиты  от разрядов  молнии.  Весы,  расположенные,  например,  на  открытом  пространстве,  могут быть защищены от удара молнии внешним молниеотводом. Конечно, удар молнии в молниеотвод также порождает электрическое поле, которое воздействует на весы.

Электронные компоненты не могут быть защищены внешними мерами.

 

                                                              Рис.1 Принцип внешней защиты

 

 В противовес внешним мерам защиты внутренняя защита достигает до 90% эффективности. Такой уровень защиты может быть достигнут только если весоизмерительная система защищена полностью, т.е. защищены и весы, и станция управления, и кабели.

Меры по внутренней защите призваны уравнять потенциал между отдельными компонентами системы и установить полное экранирование.

                                                                        Рис.2 Принцип внутренней защиты

 

Молниезащита весов с применением компонентов HBM

 Продукция HBM привносит эффективный вклад в защиту от разрядов молнии благодаря методу экранирования линий сигнала и данных. Воздействие опасных разностей потенциалов между весами и станцией управления (из-за объединения внешних полей) в значительной мере предотвращается благодаря соединению экрана кабеля с датчиком  и весоизмерительным прибором с обоих концов. Сбалансированные токи текут по экрану кабеля, не оказывая влияния на датчики и электронику. Вдобавок, данная мера обеспечивает хорошую защиту от электромагнитных помех.

Важным при таком способе защиты является хорошее уравнивание потенциалов между отдельными датчиками и последующими элементами цепи с  помощью соответствующего кабеля заземления. Уравнивание потенциалов предотвращает возникновение разности потенциалов между отдельными компонентами во время удара молнии, прохождение токов через измерительные компоненты подавляется. Контуры заземления, которые могут воздействовать на характеристики измерения, также исключаются. Поперечное сечение кабелей заземления должно соответствовать, по крайней мере, следующим значениям:

                                                                                                                      Cu 16 мм2

                                                                                                                      Al  25 мм2  

                                                                                                                      Fe 50 мм2

 Короткая длина кабеля заземления более важна, чем большое поперечное сечение.