CN112540548A - 接地控制方法、接地控制装置及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接地控制方法、接地控制装置及可读存储介质，其中第一开关连接于传感器与屏蔽壳之间，第二开关连接于屏蔽壳与接地点之间，控制第一开关闭合及第二开关断开，作为第一接地模式，若传感器的噪声值不大于设定值，则保持第一接地模式；而若在第一接地模式下，传感器的噪声值大于所述设定值，则控制第一开关断开及第二开关闭合，作为第二接地模式；进而若传感器的噪声值不大于设定值，则保持第二接地模式。如此配置，通过在第一接地模式或第二接地模式对传感器的噪声值的测量，即可识别出传感器所受到的干扰形式；通过第一开关和第二开关的切换，即可迅速地切换接地模式，以应对于不同的干扰形式。干扰形式的识别方法简单，识别效率高。

Description

接地控制方法、接地控制装置及可读存储介质

技术领域

本发明涉及信号传输技术领域，特别涉及一种接地控制方法、接地控制装置及可读存储介质。

背景技术

随着电子技术逐步向高速、高精度、高可靠性、高灵敏度、大功率及微弱信号等方向的发展，电磁兼容技术日益受到人们的重视。特别是在人造卫星、导弹、通信设备及高端制造设备大量采用现代电子技术后，电磁兼容问题更加突出。

例如光刻机这种高端制造设备，其运动台采用磁浮控制，本身就是一个磁场。为了驱动运动台，又有很多大功率电机安装在运动台上。同时，为了位置对准及能量探测，很多微弱信号传感器也安装在运动台上，并且距离磁钢和电机都非常近，距离自身的采集卡却很远，可以说所处的电磁环境十分复杂和恶劣，使得微弱信号传感器特别容易受到电磁干扰，从而达不到理想性能。而且这种电磁环境下的电磁骚扰大多是近场辐射以及超低频的传导骚扰。根据GB4824标准的描述，目前业内对于近场辐射发射的测量还做不到定量测量，而0～150kHz的传导发射测试，也不在标准规定内。所以，目前没有比较准确的测试方法能够在离线阶段准确地测量出近场辐射及超低频传导骚扰信号的发射值。

在离线阶段不能够准确地测出骚扰信号发射值的情况下，将传感器直接放到所处的电磁环境中验证，是一个常用的方法。对于微弱信号传感器来说，无论是来自空间的辐射干扰还是来自导线的传导干扰，屏蔽和接地都是有效解决问题的手段。但问题是，随着电磁环境的变化，骚扰形式也可能随之改变，而为了应对这种改变，所设计采用的屏蔽和接地方案也需要随之做出调整，然后再进行验证，这往往会带来大量的工作量，识别干扰形式的效率很低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接地控制方法、接地控制装置及可读存储介质，以解决现有微弱信号传感器的干扰形式识别效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种接地控制方法，其包括：

提供设有屏蔽壳的传感器、第一开关及第二开关，所述第一开关连接于所述传感器与所述屏蔽壳之间，所述第二开关连接于所述屏蔽壳与接地点之间；

控制所述第一开关闭合，所述第二开关断开，作为第一接地模式；

获取所述传感器的噪声值，若在所述第一接地模式下，所述传感器的噪声值不大于设定值，则保持所述第一接地模式；

若在所述第一接地模式下，所述传感器的噪声值大于所述设定值，则控制所述第一开关断开，所述第二开关闭合，作为第二接地模式；进而在所述第二接地模式下获取所述传感器的噪声值，若所述传感器的噪声值不大于设定值，则保持所述第二接地模式。

可选的，在所述接地控制方法中，若在所述第一接地模式及所述第二接地模式下，所述传感器的噪声值均大于所述设定值，则比较所述第一接地模式下所述传感器的噪声值与所述第二接地模式下所述传感器的噪声值；

若所述第一接地模式下所述传感器的噪声值大于所述第二接地模式下所述传感器的噪声值，则确定所述传感器受到的空间干扰大于受到的传导干扰；

若所述第一接地模式下所述传感器的噪声值小于所述第二接地模式下所述传感器的噪声值，则确定所述传感器受到的空间干扰小于受到的传导干扰。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种接地控制装置，其包括：

设有屏蔽壳的传感器；

第一开关，连接于所述传感器与所述屏蔽壳之间；

第二开关，连接于所述屏蔽壳与接地点之间；

控制模块，分别与所述第一开关及所述第二开关通信连接，用以控制所述第一开关及所述第二开关的开闭；所述控制模块包括第一接地模式以及第二接地模式；当所述控制模块处于所述第一接地模式时：控制所述第一开关闭合及所述第二开关断开；当所述控制模块处于所述第二接地模式时：控制所述第一开关断开及所述第二开关闭合；以及

采集模块，分别与所述传感器及所述控制模块通信连接，用以采集所述传感器的噪声值；

所述控制模块被配置为，当处于所述第一接地模式时，若所述采集模块所采集的噪声值不大于设定值，则保持所述第一接地模式；若所述采集模块所采集的噪声值大于所述设定值，则切换至所述第二接地模式；在所述第二接地模式下，若所述采集模块所采集的噪声值不大于设定值，则保持所述第二接地模式。

可选的，在所述接地控制装置中，所述第一开关与第一电阻并联；所述第二开关与第二电阻并联。

可选的，在所述接地控制装置中，所述采集模块与所述传感器之间通过信号线、供电线以及地线连接；所述传感器由所述采集模块供电。

可选的，在所述接地控制装置中，所述第一电阻的一端与所述地线连接，另一端与所述屏蔽壳连接。

可选的，在所述接地控制装置中，所述第一开关、所述第二开关、所述第一电阻、所述第二电阻以及所述屏蔽壳分别通过多个连接点相互连接，在所有所述连接点中，任意两个所述连接点之间的接地电阻小于100mΩ；任意两个连续的所述连接点之间的接地电阻小于20mΩ。

可选的，在所述接地控制装置中，所述控制模块通过第一开关控制信号线与所述第一开关连接，通过第二开关控制信号线与所述第二开关连接；所述信号线、所述供电线、所述地线、所述第一开关控制信号线以及所述第二开关控制信号线形成线束，所述线束的外部包覆有屏蔽层，所述屏蔽层的两端均与所述接地点电连接。

可选的，在所述接地控制装置中，所述屏蔽层的两端的接地电阻小于100mΩ。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种可读存储介质，其上存储有程序，所述程序通过一处理器执行时能实现如上所述的接地控制方法。

综上所述，在本发明提供的接地控制方法、接地控制装置及可读存储介质中，第一开关连接于传感器与屏蔽壳之间，第二开关连接于屏蔽壳与接地点之间，控制第一开关闭合及第二开关断开，作为第一接地模式，若传感器的噪声值不大于设定值，则保持第一接地模式；而若在第一接地模式下，传感器的噪声值大于所述设定值，则控制第一开关断开及第二开关闭合，作为第二接地模式；进而若传感器的噪声值不大于设定值，则保持第二接地模式。如此配置，通过在第一接地模式或第二接地模式对传感器的噪声值的测量，即可识别出传感器所受到的干扰形式；通过第一开关和第二开关的切换，即可迅速地切换接地模式，以应对于不同的干扰形式。干扰形式的识别方法简单，识别效率高。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1是本发明一实施例提供的接地控制装置的示意图；

图2是本发明一实施例提供的接地控制装置的第一接地模式的示意图；

图3是本发明一实施例提供的接地控制装置的第二接地模式的示意图；

图4是本发明一实施例提供的接地电阻的示意图。

附图中：

101-数据采集卡；102-采集模块；103-控制模块；104-PC机；107-信号线；108-供电线；109-地线；110-第一开关控制信号线；111-第二开关控制信号线；

200-物理空间；201-屏蔽壳；202-信号处理卡；203-传感器；204-第一电阻；205-第二电阻；206-第一开关；207-第二开关；209-空间骚扰；210-传导骚扰信号；211-骚扰信号；

300-线束；400-接地点。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。

本发明的核心思想在于提供一种接地控制方法、接地控制装置及可读存储介质，以解决现有微弱信号传感器的干扰形式识别效率低的问题，其中接地控制方法包括：

提供设有屏蔽壳的传感器、第一开关及第二开关，所述第一开关连接于所述传感器与所述屏蔽壳之间，所述第二开关连接于所述屏蔽壳与接地点之间；

控制所述第一开关闭合，所述第二开关断开，作为第一接地模式；

获取所述传感器的噪声值，若在所述第一接地模式下，所述传感器的噪声值不大于设定值，则保持所述第一接地模式；

若在所述第一接地模式下，所述传感器的噪声值大于所述设定值，则控制所述第一开关断开，所述第二开关闭合，作为第二接地模式；进而在所述第二接地模式下获取所述传感器的噪声值，若所述传感器的噪声值不大于设定值，则保持所述第二接地模式。

如此配置，通过在第一接地模式或第二接地模式对传感器的噪声值的测量，即可识别出传感器所受到的干扰形式；通过第一开关和第二开关的切换，即可迅速地切换接地模式，以应对于不同的干扰形式。干扰形式的识别方法简单，识别效率高。

以下参考附图进行描述。

请参考图1至图4，其中，图1是本发明一实施例提供的接地控制装置的示意图，图2是本发明一实施例提供的接地控制装置的第一接地模式的示意图，图3是本发明一实施例提供的接地控制装置的第二接地模式的示意图，图4是本发明一实施例提供的接地电阻的示意图。

如图1至图4所示，本发明一实施例提供一种接地控制装置，其包括：设有屏蔽壳201的传感器203、第一开关206、第二开关207、控制模块103以及采集模块102，所述第一开关206连接于所述传感器203与所述屏蔽壳201之间；所述第二开关207连接于所述屏蔽壳201与接地点400(如机壳地或大地)之间；所述控制模块103分别与所述第一开关206及所述第二开关207通信连接，用以控制所述第一开关206及所述第二开关207的开闭；所述控制模块103包括第一接地模式以及第二接地模式；当所述控制模块103处于所述第一接地模式时：控制所述第一开关206闭合及所述第二开关207断开；当所述控制模块103处于所述第二接地模式时：控制所述第一开关206断开及所述第二开关207闭合。所述采集模块102分别与所述传感器203及所述控制模块103通信连接，用以采集所述传感器203的噪声值。所述控制模块103被配置为，当处于所述第一接地模式时，若所述采集模块102所采集的噪声值不大于设定值，则保持所述第一接地模式；若所述采集模块102所采集的噪声值大于所述设定值，则切换至所述第二接地模式；在所述第二接地模式下，若所述采集模块102所采集的噪声值不大于设定值，则保持所述第二接地模式。

在一个示范性的实施例中，采集模块102以及控制模块103集成于一数据采集卡101上；而传感器203及相关附件安装在电磁环境相对复杂的物理空间200中，传感器203优选为一种模拟量传感器，其主要用以检测微弱信号，故而对干扰较为敏感。可选的，传感器203安装于一信号处理卡202上，该信号处理卡202的外部设有屏蔽壳201，屏蔽壳201优选为金属屏蔽壳，在不影响传感器203的正常功能的情况下，屏蔽壳201尽可能做到完全密封，以提高屏蔽效果。较佳的，第一开关206亦设置于信号处理卡202上，第二开关207则位于信号处理卡202的外部。优选的，数据采集卡101远离物理空间200布置，数据采集卡101与物理空间200中的信号处理卡202及第二开关207通过线束300连接，以形成通讯连接以及电连接。可选的，线束300包括信号线107、供电线108、地线109、第一开关控制信号线110以及第二开关控制信号线111，所述采集模块102与所述传感器203之间通过信号线107、供电线108以及地线109连接，较佳的，所述传感器203由所述采集模块102通过供电线108供电。可选的，传感器203所检测的数据通过信号处理卡202进行预处理后，通过若干信号线107传给数据采集卡101上的采集模块102，信号线107的数量不限。需理解，采集模块102不仅可以采集传感器203所检测的数据，还可以采集传感器203的噪声值。控制模块103分别通过第一开关控制信号线110和第二开关控制信号线111控制第一开关206和第二开关207的开闭。所述线束300的外部优选包覆有屏蔽层，所述屏蔽层的两端均与所述接地点400电连接。

可选的，所述接地控制装置由一上位机进行控制，上位机如可为PC机104，该PC机104通过一种本领域常用的通讯方式(如以太网)与数据采集卡101通讯连接，PC机104通过发送命令驱动控制模块103，以使控制模块103实现对第一开关206和第二开关207的开闭控制，从而实现第一接地模式与第二接地模式的切换。进一步的，PC机104还可以获取采集模块102所采集的传感器的噪声值，并根据所述噪声值进行进一步的判断和控制。当然，在其它的一些实施例中，采集模块102和控制模块103可以合并集成为一个模块，或者不利用上位机，直接将程序写入数据采集卡101中，以实现直接控制。本领域技术人员可根据现有技术对模块的设置进行变通和改进，本发明对此均不作限制。

优选的，所述第一开关206与第一电阻204并联；所述第二开关207与第二电阻205并联。更优选的，所述第一电阻204的一端与所述地线109连接，另一端与所述屏蔽壳201连接。可选的，第一电阻204与第二电阻205均选择兆级电阻，其阻值可在4MΩ至10MΩ之间选取。可选的，第一电阻204亦集成设置于信号处理卡202上。而第一开关206与第二开关207的导通电阻优选小于20mΩ，优选的，第一开关206与第二开关207选用小体积的开关，避免占用太多的板卡空间，优选可选择模拟开关。如此配置，第一开关206导通时，即相当于旁路掉第一电阻204，而第二开关207导通时，相当于旁路掉第二电阻205。如图4所示，所述第一开关206、所述第二开关207、所述第一电阻204、所述第二电阻205以及所述屏蔽壳201分别通过多个连接点相互连接(即任意两个部件的连接处均可看作是一个连接点)，在所有所述连接点中，任意两个所述连接点之间的接地电阻小于100mΩ；任意两个连续的所述连接点之间的接地电阻小于20mΩ，以保证物理空间200的接地良好且连续。可选的，所述线束300的屏蔽层的两端的接地电阻小于100mΩ。

基于上述配置，本实施例还提供一种接地控制方法，其包括：

步骤S1：控制所述第一开关206闭合，所述第二开关207断开，作为第一接地模式；

步骤S2：获取所述传感器203的噪声值，若在所述第一接地模式下，所述传感器203的噪声值不大于设定值，则保持所述第一接地模式；

步骤S3：若在所述第一接地模式下，所述传感器203的噪声值大于所述设定值，则控制所述第一开关206断开，所述第二开关207闭合，作为第二接地模式；进而在所述第二接地模式下获取所述传感器203的噪声值，若所述传感器203的噪声值不大于设定值，则保持所述第二接地模式。

如图3所示，当控制模块103被配置为处于第一接地模式时，屏蔽壳201与地线109形成一个等势体，地线109上的骚扰信号211会选择阻值更小的第一开关206这一路缓慢泄放到接地点400(如大地)，屏蔽壳201上的骚扰信号也会缓慢泄放到接地点400。而第二电阻205会阻碍接地点400上的骚扰信号影响到传感器203，骚扰信号的泄放路径如图3中箭头方向所示。

进而步骤S2中，PC机104通过采集模块102读取传感器203的噪声值，若满足(指不大于)一设定的指标要求(即设定值)，则保留第一接地模式的接地方式。若不满足(大于)设定值，则说明屏蔽壳201的屏蔽效果不理想，或空间骚扰209过大，屏蔽壳201上的骚扰信号得不到完全泄放，影响到了地线109，进而使信号电平发生了较大的扰动。由此可以判断此时是由空间骚扰209导致的电磁干扰。

如图4所示，在第一接地模式下，若采集到的传感器203的噪声值达不到要求，PC机104可发出命令驱动控制模块103切换至第二接地模式，即控制第一开关206断开，第二开关207闭合。此时，屏蔽壳201上的骚扰信号会直接选择阻值更小的第二开关207那一路直接泄放到接地点400，地线109上的骚扰信号211则会通过第一电阻204缓慢泄放到接地点400，骚扰信号的泄放路径如图4中的箭头所示。进而，PC机104通过采集模块102读取传感器203的噪声值，若满足(不大于)设定值，则保留第二接地模式的接地方式。若在第二接地模式下，传感器203的噪声值不满足(大于)设定值，则说明物理空间200的整体接地不好，接地点400上的传导骚扰信号210较大，屏蔽壳201反而受到了物理空间200之接地点400的传导干扰，进一步将骚扰信号耦合到了传感器203或信号处理卡202上。

优选的，若在所述第一接地模式及所述第二接地模式下，所述传感器203的噪声值均大于所述设定值，则比较所述第一接地模式下所述传感器203的噪声值与所述第二接地模式下所述传感器203的噪声值；若所述第一接地模式下所述传感器203的噪声值大于所述第二接地模式下所述传感器203的噪声值，则确定所述传感器203受到的空间干扰大于受到的传导干扰；若所述第一接地模式下所述传感器203的噪声值小于所述第二接地模式下所述传感器203的噪声值，则确定所述传感器203受到的空间干扰小于受到的传导干扰。

如果屏蔽壳201做的不够密封且物理空间200的接地又不佳，则有可能出现在第一接地模式与第二接地模式两种接地方式下，传感器203的噪声值都不满足(大于)设定值的情况。若两种接地方式下噪声值都不满足设定值，则可通过比对第一接地模式与第二接地模式两种接地方式下采集模块102所读取到的传感器203的噪声值的大小，来判断解决问题的侧重点。具体的，若在第一接地模式的接地方式下读取到的传感器203的噪声值大于第二接地模式的接地方式下读取到的传感器203的噪声值，则重点需解决空间辐射问题。反之，若在第一接地模式的接地方式下读取到的传感器203的噪声值小于第二接地模式的接地方式下读取到的传感器203的噪声值，则重点需解决传导干扰问题，可通过接地排查来解决问题。

基于上述方法，本实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有程序，所述可读存储介质所存储的程序通过一处理器执行时能实现如上所述的接地控制方法。亦即，上述接地控制方法能够通过软件驱动的方式，来实现接地方式的切换。可选的，该程序可存储于PC机104，也可以存储于数据采集卡101，甚至也可集成于控制模块103中。因此，通过该可读存储介质，本实施例提供的接地控制方法可以应用为一种诊断工装，利用该诊断工装，能够根据所读取到的传感器203的噪声值，来自由选择第一接地模式与第二接地模式两种接地方式。又能根据第一接地模式与第二接地模式两种接地方式中传感器203的噪声值的大小，来判断在实际的电磁环境中，究竟哪种骚扰对传感器203的影响更大，进而为寻求进一步的解决方案提供参考。应用本实施例提供的接地控制方法，能够快速地找出电磁干扰的问题根源，有助于迅速解决电磁干扰问题，提高了解决问题的效率，节省了工序，使电磁干扰问题的识别与解决变得更加简便。

此外，通过所述可读存储介质，本实施例提供的接地控制方法也可以应用为产品正式使用，即在接地控制装置中直接使用，根据传感器203的噪声值的大小来切换两种接地方式，实际使用中能够快速地选择正确的接地方案。

综上，基于上述方法，通过在第一接地模式或第二接地模式对传感器203的噪声值的测量，即可识别出传感器203所受到的干扰形式；通过第一开关206和第二开关207的切换，即可迅速地切换接地模式，以应对于不同的干扰形式。干扰形式的识别方法简单，识别效率高。

上述若干实施例仅为对本发明的示范性描述而非对本发明的限定，本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，其均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种接地控制方法，其特征在于，包括：

提供设有屏蔽壳的传感器、第一开关及第二开关，所述第一开关连接于所述传感器与所述屏蔽壳之间，所述第二开关连接于所述屏蔽壳与接地点之间；

控制所述第一开关闭合，所述第二开关断开，作为第一接地模式；

获取所述传感器的噪声值，若在所述第一接地模式下，所述传感器的噪声值不大于设定值，则保持所述第一接地模式；

若在所述第一接地模式下，所述传感器的噪声值大于所述设定值，则控制所述第一开关断开，所述第二开关闭合，作为第二接地模式；进而在所述第二接地模式下获取所述传感器的噪声值，若所述传感器的噪声值不大于设定值，则保持所述第二接地模式。

2.根据权利要求1所述的接地控制方法，其特征在于，若在所述第一接地模式及所述第二接地模式下，所述传感器的噪声值均大于所述设定值，则比较所述第一接地模式下所述传感器的噪声值与所述第二接地模式下所述传感器的噪声值；

若所述第一接地模式下所述传感器的噪声值大于所述第二接地模式下所述传感器的噪声值，则确定所述传感器受到的空间干扰大于受到的传导干扰；

若所述第一接地模式下所述传感器的噪声值小于所述第二接地模式下所述传感器的噪声值，则确定所述传感器受到的空间干扰小于受到的传导干扰。

3.一种接地控制装置，其特征在于，包括：

设有屏蔽壳的传感器；

第一开关，连接于所述传感器与所述屏蔽壳之间；

第二开关，连接于所述屏蔽壳与接地点之间；

控制模块，分别与所述第一开关及所述第二开关通信连接，用以控制所述第一开关及所述第二开关的开闭；所述控制模块包括第一接地模式以及第二接地模式；当所述控制模块处于所述第一接地模式时：控制所述第一开关闭合及所述第二开关断开；当所述控制模块处于所述第二接地模式时：控制所述第一开关断开及所述第二开关闭合；以及

采集模块，分别与所述传感器及所述控制模块通信连接，用以采集所述传感器的噪声值；

所述控制模块被配置为，当处于所述第一接地模式时，若所述采集模块所采集的噪声值不大于设定值，则保持所述第一接地模式；若所述采集模块所采集的噪声值大于所述设定值，则切换至所述第二接地模式；在所述第二接地模式下，若所述采集模块所采集的噪声值不大于设定值，则保持所述第二接地模式。

4.根据权利要求3所述的接地控制装置，其特征在于，所述第一开关与第一电阻并联；所述第二开关与第二电阻并联。

5.根据权利要求4所述的接地控制装置，其特征在于，所述采集模块与所述传感器之间通过信号线、供电线以及地线连接；所述传感器由所述采集模块供电。

6.根据权利要求5所述的接地控制装置，其特征在于，所述第一电阻的一端与所述地线连接，另一端与所述屏蔽壳连接。

7.根据权利要求6所述的接地控制装置，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关、所述第一电阻、所述第二电阻以及所述屏蔽壳分别通过多个连接点相互连接，在所有所述连接点中，任意两个所述连接点之间的接地电阻小于100mΩ；任意两个连续的所述连接点之间的接地电阻小于20mΩ。

8.根据权利要求5所述的接地控制装置，其特征在于，所述控制模块通过第一开关控制信号线与所述第一开关连接，通过第二开关控制信号线与所述第二开关连接；所述信号线、所述供电线、所述地线、所述第一开关控制信号线以及所述第二开关控制信号线形成线束，所述线束的外部包覆有屏蔽层，所述屏蔽层的两端均与所述接地点电连接。

9.根据权利要求8所述的接地控制装置，其特征在于，所述屏蔽层的两端的接地电阻小于100mΩ。

10.一种可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序通过一处理器执行时能实现根据权利要求1或权利要求2所述的接地控制方法。

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