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地磅称重传感器的使用与故障分析

时间:2017-11-01 13:04 来源:http://www.shslcz.com 点击数:

称重传感器是地磅的主要电子部件,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用 到各行各业。本文主要以地磅为例,对地磅称重传感器的现场使用、调试和故障排除分析和总结。

一、引言

称重传感器被称为电子衡器中的 心脏部件。科学技术的飞速发展,由 称重传感器制作的电子衡器也已广泛 地应用到各行各业,实现了对物料的 快速、准确的称量。在这里以地磅为例谈谈称重传感器的现场使用 和调试。

二、称重系统的构成和工作原理

1.系统构成

地磅主要由称重显示仪表、 称重传感器、秤体等三大部分构成。 其中,秤体起到了承受物体重量的作 用。秤台和传力机构负责将物体的重 量准确的传递给称重传感器。称重传 感器一次仪表)位于秤台和基础之间, 将被称物体的重量按一定的函数关系 转换为相应的毫伏级电信号,通过接 线盒信号电缆输出到称重显示仪表 次仪表)。经处理后仪表直接显示被称 物体的重量数据。

2.工作原理

当称重物体或载重汽车停放在秤 台上,载荷通过秤体将重量传递给称 重传感器,称重传感器将重量转换为 相应的mV级电信号。该信号经前置 放大、滤波A D转换。由微处理 器(单片机)对信号处理后,数字显示 部位直接显示称重

三、现场使用和调试

1.传感器选择

称重传感器在选用时要考虑到很 多因素,实际的使用当中我们主要从 下列几个因素考虑。另外,称重传感 器的灵敏度、最大分度数、最小检定 分度值等也是传感器选用中必须考虑 的指标。

(1)使用环境

称重传感器实际上是一种将质量 信号转换成可测量的电信号输出装置。 用传感器首先要考虑传感器所处的实 际工作环境,这点对于正确选用传感 器至关重要,它关系到传感器能否正 常工作以及它的安全和使用寿命,乃 至整个衡器的可靠性和安全性。一般 情况下,高温环境对传感器造成涂覆 材料融化、焊点开化、弹性体内应力 发生结构变化等问题;粉尘、潮湿对 传感器造成短路的影响;在腐蚀性较 高的环境下会造成传感器弹性体受损 或产生短路现象;电磁场对传感器输 出会产生干扰。相应的环境因素下我 们必须选择对应的传感器才能满足必 要的称重要求。

(2)传感器的数量和量程 传感器数量的选择是根据电子衡 器的用途、秤体需要支撑的点,支撑 点数应根据秤体几何重心和实际重心 重合的原则确定。一般来说秤体有几 个支撑点就选用几只传感器。

传感器的量程选择可依据秤的最 大称量值、选用传感器的个数、秤体 自重、可产生的最大偏载及动载因素 综合评价来决定。一般来讲,传感器 的量程越接近分配到每个传感器的载 荷,其称量的准确度就越高。但是在 实际的使用当中,由于加在传感器上 的载荷除被称物体外,还存在秤体自 重、皮重、偏载及振动冲击等载荷, 因此选用传感器时,要考虑诸多方面 的因素,保证传感器的安全和寿命。 下面给出一个经过大量实验验证的经 验公式。

公式如下:

C=K0XK1XK2XK3(Wmax+W) /N 式中

C 一单个传感器的额定量程 W—秤体自重

Wmax —被称物体净重的最大值 N —秤体所采用支撑点的数量 K0 —保险系数,一般取1.2 ~ 1.3

之间K1 一冲击系数

K2 —秤体的重心偏移系数

K3 —风压系数

(3)各种类型传感器的使用范围 传感器形式的选择主要取决于称 重的类型和安装空间,保证安装合适, 称重安全可靠;另一方面要考虑厂家 的建议。对于传感器制造厂家来讲, 它一般规定了传感器的受力情况、性 能指标、安装形式、结构形式、弹性 体的村质等。譬如铝合金悬臂梁传感 器适合于电子计价秤、平台秤、案秤等; 钢式悬臂梁传感器适用于电子皮带秤、 分选秤等;钢质桥式传感器适用于轨 道衡、汽车衡等;柱式传感器适用于 汽车衡、动态轨道衡、大吨位料斗秤等。

标定以及角差的调节 以电子汽车衡为例,角差调节是 一个非常重要的步骤。N个承重点的 秤,将最大称量1 / (N 1)的砝码 分别放置在1 /N承重台板的面积上 进行偏载检定。对于承受偏载量较小 承载器如料斗秤),在每个承重点 上要施加约等于最大称量的1 / 10。


目前模拟式称重传感器是依靠接线盒 的电位器来调节。调节方式分为两种: 供桥信号调节和输出信号调节。从实 际的使用角度来讲使用供桥信号调节 效果更好,它的优势在于调节范围大、 易用万用表测试调节结果。为了进一步认识这个问题,有必要了解造成偏 载产生的原因。偏载主要由下列因素 造成:1)称重显示器本身具有很高的 灵敏度。2)称重传感器并联电路输出 阻抗低,抗干扰能力强。并联电路对 传感器来讲必须使输出灵敏度公差要 小;输出阻抗平均偏差要小;输出灵 敏度与阻抗之比要相等。3)秤体设计 缺陷。4) 土建基础承载力不够。5) 体安装不当。


大型地磅角差的调节过程 中一般不会使用大吨位砝码(主要也是 受现场实际情况的制约)。从整个秤的 精度来讲配合使用鉴别力测试时用的 小砝码观察仪表闪变也可以达到很好 的偏载调节效果。比如在检定调节时 的分度值为20kg,虽然称重显示仪上 显示值为一致,但是几个角有可能存 在最大达18kg的误差。另外需要注意 的是,为了日后维护方便,必须明确 接线盒中各个传感器接线柱对应的传 感器在那个部位;只要调过角差,在 使用时必须重新进行称量标定。

3.传感器的各类故障检测和排除

对于地磅来讲,故障处 理应遵循这样的步骤;观察故障观 )一一分析故障原因一一检测 故障判断提供依据或对判断结果加以 验证)一一修复(修理或更换)一一检 系统调试后对其计量性能进行测 试)。可根据实际情况选用下列方法判 断:直观法、替代法、比较法、代码 诊断法。

就称重传感器自身的特点通过下 列方法检测、判断和验证:1)阻抗判 别法:逐个将传感器的两根输出线、 输入线拆掉,用万用表测试输出、输 入阻抗和信号电缆各芯线与屏蔽层间 的绝缘电阻。如果测试结果达不到合 格证上的数值,即可判断为故障传感 ;2)信号输出判断:如果阻抗法无 法判断传感器的好坏,可用此法做进 一步检查。先给仪表通电,将传感器 的输出线拆掉。在空秤下用万用表测 量其Mv输出值。假设额定激励电压为 U(v),传感器的灵敏度为M(Mv V), 传感器的额定载荷F(kg)那么每个传 感器的输出为U×M×K+F(Mv) 果那一只的输出值超出该计算值过大 (理想情况下不存在偏载时应该相等 或不稳定,即可判断传感器有故障。

四.结语

总之,以称重传感器为核心的电 子衡器在实际的使用过程中引发故障 的原因很多,有时几个故障可能同时 出现。除了上述提到的情况外,还有 诸如供电电源、外部磁场干扰、使用 电子产品作弊等原因造成。因此,在 现场的使用和调试过程中必须具有清 晰的操作思路,认真的分析,积极的 总结和积累现场操作经验。如果这样 的话,可以大大减少现存的故障问题, 可为现场调试节约人量的时间,为日 后的维护提供方便