在电子衡器中,重复性故障是出现频率最高,也是维护人员最头痛的一个故障,因为故障的根源出现的比较隐蔽,维护人 员往往需要动用大量工具和手段才能最终找到故障的根源,文章根据自己多年的工作经验,对重复性故障产生的原因做一分析, 对故障的判断提出一些建议。
1.前言
在我们所维护的电子衡器中,平台秤包括:汽车衡,轨道衡,辊 道秤,钢材秤,钢卷秤等等。电子衡器最重要的计量性能之一是重复 性,它关系到电子衡器的稳定性和准确度,在我们所维护的各类衡 器中,级计量秤占绝大多数,重复性测试是否超差,直接关系到新 钢公司的经济效益,关系到各二级单位的成本核算。
2.电子平台秤重复性
2.1关于重复性的解释
根据JJG-1996非自动秤通用检定规程的术语,重复性是指在实 际相同的测试条件下,用同一方式,将同一载荷多次加放到承载器 上,秤提供相互一致结果的能力。由此定义,我们可以引申出重复性 测试的条件:
⑴相同的测量程序;(2)相同的观测者;⑶在相同条件下使用 相同的测量仪器;(4)相同的地点;(5)在短时间内重复测量。
由此可见,所谓重复性误差是指在所有条件不变的情况下,同 一负载在秤上不同数值产生的误差,而此值超差我们即称之为重复 性故障。在我们实际使用中,最常见的就是秤无其它故障,同一负载 重复在某个点或某个段来回过磅几次,仪表显示不同的示值。
2.2故障原因分析
任何一台电子平台秤,其基本结构都有以下几部分组成:承载 器,传感器,接线盒,显示表,连接导线。
工作原理:负载通过秤台将重量传递给称重传感器,称重传感 器将重量信号转换成电信号,在接线盒内并联后,送给称重显示器 处理后在显示屏显示出该负载的重量。
由此可知引起重复性故障的原因有两部分:一是每次仪表接受 的电信号不一致,二是信号是一致,但仪表对同一信号处理出现偏 差,导致处理后的信号不一致。
先来分析第二个原因,在我们所维护的电子衡器中,大部分使 用电阻应变片式传感器,其输出是一个弱电级的mv信号,仪表接收 到此信号后,通过A/D转换电路显示重量,如果仪表电路出现故障, 就算输入的是同一标准信号,输出结果也不一致。由此可见,仪表故 障也是电子衡器重复性故障的一个原因。当然,这仅仅是从理论上 的分析,在实际使用中,由于我们所维护的电子衡器都是大厂品牌, 称重显示表都很稳定,出现此故障的几率非常非常低,我从上班基 本上没碰到过,因此,维护人员第一个怀疑目标绝对不能定在仪表 上,实在是其它目标都排除了,才检测仪表,仪表检测也很简单,找 台表替换一下就知道了,更简单的方法是用信号模拟器接仪表就可 以判断仪表是否有问题。现在来分析第一个原因,总线过来的信号 发生了变化,根据信号传输途径:传感器(信号源1)——传感器(信 号源1、2、3、4)——接线盒——信号进仪表。传感器信号U1.......U4,
在接线盒并联后,总信号为U0=(U1+U2+U3+U4)/4,由此可见,每个 传感器的信号发现变化都会导致总信号发生变化,我们现在分三部 分进行分析:
2.2.1连接导线破损或干挠造成一个或数个信号发现变化,连 接导线破损会造成线间短路或漏电或搭地,从而引起信号的变化, 这种变化没有规律,它会影响整个过程,不管有没有负载,信号都不 能稳定,所以仪表示值零位也不是稳定的。
2.2.2机械限位卡死,在我们实践中,这类故障出现的比较多, 特别是在汽车衡,由于我们新钢汽车衡安装环境的影响,以及汽车 衡本身机械结构的问题,限位经常会出现由于淤泥堆积或热胀冷缩 的原因导致的卡死现象,我们知道,秤台本身具有消散水平力的功 能,这个功能的实现是靠秤台限位和传感器自复位功能来作用的, 一旦限位卡死,负载本身的重力会被限位的摩擦力抵消,从而使的 重量偏轻,而这个抵消的程度跟负载的重力并不成正比或反比,它 只跟限位卡死的程度有关,因此,每次上磅,即使是同一个重量,由 于每次抵消的大小不一致,这就产生了重复性故障,相对而言,这类 故障还是很好判断和处理的,对于维护人员来说,一看到这个故障, 第一个检查的就是限位或秤台有无卡碰,这个用肉眼就可以很直观 的看到,不需要太多时间和精力。当然,这类故障还有一个比较突出 的特点,空秤时,示值能稳定,但往往回不到零。
2.2.3传感器的机械故障,在我们使用的平台秤里面,传感器的 受力方式都是直立垂直的,也就是说,负载的重量应该是垂直加到 传感器受力点上,传感器应能完整的把这个力传到内部应变片上, 这样,应变片的形变跟负载重量才是一个线性的比例关系,如果在 这中间出现偏差,应变片的形变就不能反映出重量的大小,就目前 我们平台秤所使用的传感器中,主要是两类,一是柱式,一是剪切梁 式,柱式的大都用在量程比较大的场合,0t以上的我们基本上都是 柱式的,10t以下的都是剪切梁的。柱式的受力点是一个圆头,有平 面和锥面两种,依靠连接件(上下顶碗)和秤台以及基础预埋件连 接,也就是说,作为传感器的附件,上下顶碗也是受力点,如果上下 顶碗跟传感器的圆头出现破损,一样会造成力的分散,不能把所有 重力完整的传递到传感器的应变片上,导致重复性故障的出现。 此 类故障出现的场合比较隐蔽,但靠目力很难判断,此类故障的分析 和处理比较费时,在多秤台,首先要判断在那一段出现故障,然后顶 起秤台进行查找。一般在空载时,使用万用表测量各个传感器的空 秤信号判断不出来,在空秤时,传感器信号变化很小,从万用表上看 不出分别。跟机械限位故障一样,会出现秤空秤时回不了零的现象。 对于剪切梁式传感器来说,传感器的机械故障来自于紧固螺丝,正 常情况下,该螺丝应该将传感器非受力面紧紧固定在基础地板上, 以保证受力面有足够的卸荷间隙,一旦出现传感器松动,就会使卸 荷间隙减少,受力端接触底板,从而减少了传感器的受力,出现重复 性故障,这类故障相对来说更隐蔽,特别是一些重复性超差不是很 大的故障,更难判别,肉眼根本就看不到,必须用扳手检查每个传感 器的两个螺丝的松紧程度才能判别。
2.2.4基础故障,基础故障包括基础开裂下沉,预埋件断裂松 动,这其实是一体的,只有基础开裂松动才会导致预埋件断裂松动。 跟传感器的故障一样,因为导致了传感器受力不垂直或者部分力的 抵消,同样会产生重复性故障。这类故障并不一定会导致空秤不会 零,但只要维护人员仔细观察,还是能够发现的。
2.3 故障的判断和处理
前面己经分析了重复性故障产生的原因,对于维护人员来说, 最主要的是如何判断故障出在哪里,以最短时间消除故障,保证衡 器的正常运行,根据现场实践,判断和检查次序依次为:机械卡碰 (包括限位和秤台的卡碰)、基础和地板下沉开裂、传感器连接件、传 感器、仪表,找到故障后,根据实际情况进行相应的处理。
3.结束语
做为一名衡器维护人员,在工作中会碰到各种各样的问题,在 处理衡器故障时,重要的是要冷静分析,不能冲动和焦急,导致盲目 不知所措,从而浪费时间,延误了故障处理时间。衡器维护人员平时 不仅要多学习理论知识,还要多注意实际处理能力的积累。