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稱重傳感器故障檢測(cè)及原因分析
稱重傳感器故障檢測(cè)及原因分析
一、概述
動(dòng)態(tài)、靜態(tài)電子秤大量使用的稱重傳感器為電阻應(yīng)變式稱重傳感器。稱重傳感器由彈性體、應(yīng)變計(jì)、檢測(cè)電路三部分組成。
二、稱重傳感器的故障現(xiàn)象
因傳感器故障造成稱量系統(tǒng)故障的現(xiàn)象歸納起來(lái)主要表現(xiàn)為：
1.空載或稱重過(guò)程中，顯示數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、跳變。
2.零位漂移。
3.加載后無(wú)顯示。
4.空載時(shí)顯示數(shù)據(jù)過(guò)大，稱重誤差大。
5.稱重后稱無(wú)法回零。
6.重復(fù)性變差、線性、靈敏度差。
三、稱重傳感器故障常用檢測(cè)方法
當(dāng)計(jì)量系統(tǒng)出現(xiàn)故障現(xiàn)象后，我們可通過(guò)觀察和儀表測(cè)量等方法，確定儀表無(wú)故障和秤體處于完好狀態(tài)后，可做偏載測(cè)試以初步判斷哪只傳感器存在故障。
對(duì)傳感器好壞的檢測(cè)，我主要可以借助萬(wàn)用表其性能、技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，與生產(chǎn)廠家使用說(shuō)明書(shū)提供及平時(shí)檢修總結(jié)出來(lái)的技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而找出發(fā)生故障的傳感器，具體的檢測(cè)方法有：
1、阻抗判斷法：切斷工作電源，逐個(gè)將傳感器的輸出、輸入線拆開(kāi)，若用萬(wàn)用表測(cè)量輸出、輸入阻抗和信號(hào)電纜各芯與屏蔽層的絕緣性能（測(cè)量電阻值）下降，即可判斷出該只傳感器有故障。
注：電阻值根據(jù)具體的傳感器大小可能不同；如果根據(jù)以上的測(cè)量方法得出的電阻大小不等，傳感器多半損壞，應(yīng)更換。
2、輸出信號(hào)判斷法：
有時(shí)傳感器損壞，但阻抗并沒(méi)有很大變化，果采用阻抗法無(wú)法檢測(cè)出傳感器的好壞，可采用此法作進(jìn)一步地檢測(cè)。給儀表送電后，逐個(gè)將傳感器的輸出線拆掉，需要注意的是在拆線過(guò)程中要特別小心操作以防觸電，且不可將輸出線與輸入激勵(lì)線短路，在空載情況下，用萬(wàn)用表直流mV檔測(cè)其輸出線的mV值。
假定額定激勵(lì)電壓為U（V），傳感器的靈敏度為M（mV/V），傳感器載荷重量為K（kg），傳感器的額定容量為F（kg），則每只傳感器輸出電壓應(yīng)為：U×M×K/F（mV）
同一衡器同型號(hào)的傳感器在無(wú)載荷情況下其輸出mv值基本一致。若超出計(jì)算值或傳感器的額定輸出且輸出不穩(wěn)定，即可判斷該只傳感器有故障。
注：公司目前使用的的傳感器靈敏度為2mV/V （稱重傳感器靈敏度用mV/V來(lái)表示，具體的含義是,當(dāng)橋路激勵(lì)電壓輸入1V時(shí)對(duì)應(yīng)滿量程時(shí)的輸出電壓值）
3、排除法：如上兩種方法無(wú)法檢測(cè)出故障傳感器可用此法。將所有傳感器的連線拆掉，先接入一個(gè)傳感器的信號(hào)，如秤顯示正常，可將傳感器逐并聯(lián)接入，觀察顯示情況，接入某個(gè)后顯示不穩(wěn)定，則該只為故障傳感器。也可采用在通電情況下，逐個(gè)拆下傳感器的方法，當(dāng)拆下某只傳感器、顯示正常了，那么剛拆下的那只傳感器就有故障。
四、故障原因分析
引起傳感器故障的原因很多，歸納起來(lái)主要有：
1、稱重傳感器本身質(zhì)量原因
(1)密封性能差，容易受潮，致使其內(nèi)部元件性能改變。
(2)傳感器內(nèi)部應(yīng)變計(jì)補(bǔ)償元件及接線端子質(zhì)量上有缺陷。
(3)電橋電路內(nèi)線路老化引起的故障。
(4)傳感器彈性體存在質(zhì)量問(wèn)題。
2、外界因素
(1)安裝不符合要求，造成傳感器長(zhǎng)期受到側(cè)向力、沖擊力作用等，致使其性能發(fā)生改變。
(2)衡器長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行或?qū)ΨQ重平臺(tái)進(jìn)行過(guò)巨力撞擊，造成傳感器彈性敏感元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的永久性變形。
(3)安裝環(huán)境濕度大致使元件性能下降。粉塵、潮濕對(duì)傳感器易造成短路
五、解決辦法
1.在潮濕環(huán)境場(chǎng)所安裝稱重傳感器應(yīng)選擇適合的密封方式的傳感器，且安裝時(shí)用黃油對(duì)接線以及整個(gè)傳感器外表進(jìn)行涂抹，進(jìn)行徹底密封。
2.必須嚴(yán)格按載荷重量進(jìn)行稱重。
3.稱重平臺(tái)安裝性能優(yōu)良的減震裝置。
4.稱重傳感器的加載一定要在確定的方向上加載，盡量避免橫向力、附加彎矩扭矩的產(chǎn)生。
5.傳感器的外殼單獨(dú)接地，以保證其有穩(wěn)定的零電位。
怎樣辨別優(yōu)劣拉力試驗(yàn)機(jī)
1．軟件和硬件：優(yōu)質(zhì)拉力試驗(yàn)機(jī)采用品牌計(jì)算機(jī)，控制系統(tǒng)軟件為WindowsXP操作系統(tǒng)平臺(tái)，具有運(yùn)行速度快，界面溫和，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可滿足不同材料的試驗(yàn)測(cè)量需要，可根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量各種材料的物理性能試驗(yàn)。
2．滾珠螺桿：拉力試驗(yàn)機(jī)目前使用的螺杠有滾珠螺杠和梯形絲杠。一般來(lái)說(shuō)梯形絲杠間隙比較大，磨擦力比較大，使用壽命短。目前市場(chǎng)上會(huì)有部分廠家，為了節(jié)約成本獲得更大的利潤(rùn)會(huì)使用梯形絲杠代替滾珠螺杠。
3．電機(jī)：優(yōu)質(zhì)拉力試驗(yàn)機(jī)電機(jī)采用交流伺服調(diào)速系統(tǒng)，松下交流伺服電機(jī)，性能穩(wěn)定可靠，變壓器試驗(yàn)具有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載等保護(hù)裝置。目前市場(chǎng)上還有一種電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)采用普通三相電機(jī)或變頻電機(jī)，這種電機(jī)采用模擬信號(hào)控制，控制反應(yīng)慢，定位不準(zhǔn)確，一般調(diào)速范圍窄有高速就沒(méi)了低速或有低速就沒(méi)了高速，并且速度控制不準(zhǔn)確。
4．傳感器：傳感器是拉力試驗(yàn)機(jī)的精度和測(cè)力穩(wěn)定性的重要部件，目前市場(chǎng)上的拉力試驗(yàn)機(jī)傳感器的類型有S型、輪輻式。傳感器內(nèi)部電阻應(yīng)變片精度不高、固定應(yīng)變片用的膠抗老化能力不好、傳感器的材料不好都會(huì)影響傳感器的精度。
5．傳動(dòng)系統(tǒng)：拉力試驗(yàn)機(jī)傳動(dòng)部分主要有二種，一是圓弧同步齒輪帶，精密絲杠副傳動(dòng)；二是普通皮帶傳動(dòng)。第一種傳動(dòng)方式傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低，傳動(dòng)效率高，精度高，使用壽命長(zhǎng)。第二種傳動(dòng)方式不能保證傳動(dòng)的同步性，因此精度，平穩(wěn)性等都不如第一種傳動(dòng)系統(tǒng)
一、概述
動(dòng)態(tài)、靜態(tài)電子秤大量使用的稱重傳感器為電阻應(yīng)變式稱重傳感器。稱重傳感器由彈性體、應(yīng)變計(jì)、檢測(cè)電路三部分組成。
二、稱重傳感器的故障現(xiàn)象
因傳感器故障造成稱量系統(tǒng)故障的現(xiàn)象歸納起來(lái)主要表現(xiàn)為：
1.空載或稱重過(guò)程中，顯示數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、跳變。
2.零位漂移。
3.加載后無(wú)顯示。
4.空載時(shí)顯示數(shù)據(jù)過(guò)大，稱重誤差大。
5.稱重后稱無(wú)法回零。
6.重復(fù)性變差、線性、靈敏度差。
三、稱重傳感器故障常用檢測(cè)方法
當(dāng)計(jì)量系統(tǒng)出現(xiàn)故障現(xiàn)象后，我們可通過(guò)觀察和儀表測(cè)量等方法，確定儀表無(wú)故障和秤體處于完好狀態(tài)后，可做偏載測(cè)試以初步判斷哪只傳感器存在故障。
對(duì)傳感器好壞的檢測(cè)，我主要可以借助萬(wàn)用表其性能、技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，與生產(chǎn)廠家使用說(shuō)明書(shū)提供及平時(shí)檢修總結(jié)出來(lái)的技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而找出發(fā)生故障的傳感器，具體的檢測(cè)方法有：
1、阻抗判斷法：切斷工作電源，逐個(gè)將傳感器的輸出、輸入線拆開(kāi)，若用萬(wàn)用表測(cè)量輸出、輸入阻抗和信號(hào)電纜各芯與屏蔽層的絕緣性能（測(cè)量電阻值）下降，即可判斷出該只傳感器有故障。
注：電阻值根據(jù)具體的傳感器大小可能不同；如果根據(jù)以上的測(cè)量方法得出的電阻大小不等，傳感器多半損壞，應(yīng)更換。
2、輸出信號(hào)判斷法：
有時(shí)傳感器損壞，但阻抗并沒(méi)有很大變化，果采用阻抗法無(wú)法檢測(cè)出傳感器的好壞，可采用此法作進(jìn)一步地檢測(cè)。給儀表送電后，逐個(gè)將傳感器的輸出線拆掉，需要注意的是在拆線過(guò)程中要特別小心操作以防觸電，且不可將輸出線與輸入激勵(lì)線短路，在空載情況下，用萬(wàn)用表直流mV檔測(cè)其輸出線的mV值。
假定額定激勵(lì)電壓為U（V），傳感器的靈敏度為M（mV/V），傳感器載荷重量為K（kg），傳感器的額定容量為F（kg），則每只傳感器輸出電壓應(yīng)為：U×M×K/F（mV）
同一衡器同型號(hào)的傳感器在無(wú)載荷情況下其輸出mv值基本一致。若超出計(jì)算值或傳感器的額定輸出且輸出不穩(wěn)定，即可判斷該只傳感器有故障。
注：公司目前使用的的傳感器靈敏度為2mV/V （稱重傳感器靈敏度用mV/V來(lái)表示，具體的含義是,當(dāng)橋路激勵(lì)電壓輸入1V時(shí)對(duì)應(yīng)滿量程時(shí)的輸出電壓值）
3、排除法：如上兩種方法無(wú)法檢測(cè)出故障傳感器可用此法。將所有傳感器的連線拆掉，先接入一個(gè)傳感器的信號(hào)，如秤顯示正常，可將傳感器逐并聯(lián)接入，觀察顯示情況，接入某個(gè)后顯示不穩(wěn)定，則該只為故障傳感器。也可采用在通電情況下，逐個(gè)拆下傳感器的方法，當(dāng)拆下某只傳感器、顯示正常了，那么剛拆下的那只傳感器就有故障。
四、故障原因分析
引起傳感器故障的原因很多，歸納起來(lái)主要有：
1、稱重傳感器本身質(zhì)量原因
(1)密封性能差，容易受潮，致使其內(nèi)部元件性能改變。
(2)傳感器內(nèi)部應(yīng)變計(jì)補(bǔ)償元件及接線端子質(zhì)量上有缺陷。
(3)電橋電路內(nèi)線路老化引起的故障。
(4)傳感器彈性體存在質(zhì)量問(wèn)題。
2、外界因素
(1)安裝不符合要求，造成傳感器長(zhǎng)期受到側(cè)向力、沖擊力作用等，致使其性能發(fā)生改變。
(2)衡器長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行或?qū)ΨQ重平臺(tái)進(jìn)行過(guò)巨力撞擊，造成傳感器彈性敏感元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的永久性變形。
(3)安裝環(huán)境濕度大致使元件性能下降。粉塵、潮濕對(duì)傳感器易造成短路
五、解決辦法
1.在潮濕環(huán)境場(chǎng)所安裝稱重傳感器應(yīng)選擇適合的密封方式的傳感器，且安裝時(shí)用黃油對(duì)接線以及整個(gè)傳感器外表進(jìn)行涂抹，進(jìn)行徹底密封。
2.必須嚴(yán)格按載荷重量進(jìn)行稱重。
3.稱重平臺(tái)安裝性能優(yōu)良的減震裝置。
4.稱重傳感器的加載一定要在確定的方向上加載，盡量避免橫向力、附加彎矩扭矩的產(chǎn)生。
5.傳感器的外殼單獨(dú)接地，以保證其有穩(wěn)定的零電位。
怎樣辨別優(yōu)劣拉力試驗(yàn)機(jī)
1．軟件和硬件：優(yōu)質(zhì)拉力試驗(yàn)機(jī)采用品牌計(jì)算機(jī)，控制系統(tǒng)軟件為WindowsXP操作系統(tǒng)平臺(tái)，具有運(yùn)行速度快，界面溫和，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可滿足不同材料的試驗(yàn)測(cè)量需要，可根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量各種材料的物理性能試驗(yàn)。
2．滾珠螺桿：拉力試驗(yàn)機(jī)目前使用的螺杠有滾珠螺杠和梯形絲杠。一般來(lái)說(shuō)梯形絲杠間隙比較大，磨擦力比較大，使用壽命短。目前市場(chǎng)上會(huì)有部分廠家，為了節(jié)約成本獲得更大的利潤(rùn)會(huì)使用梯形絲杠代替滾珠螺杠。
3．電機(jī)：優(yōu)質(zhì)拉力試驗(yàn)機(jī)電機(jī)采用交流伺服調(diào)速系統(tǒng)，松下交流伺服電機(jī)，性能穩(wěn)定可靠，變壓器試驗(yàn)具有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載等保護(hù)裝置。目前市場(chǎng)上還有一種電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)采用普通三相電機(jī)或變頻電機(jī)，這種電機(jī)采用模擬信號(hào)控制，控制反應(yīng)慢，定位不準(zhǔn)確，一般調(diào)速范圍窄有高速就沒(méi)了低速或有低速就沒(méi)了高速，并且速度控制不準(zhǔn)確。
4．傳感器：傳感器是拉力試驗(yàn)機(jī)的精度和測(cè)力穩(wěn)定性的重要部件，目前市場(chǎng)上的拉力試驗(yàn)機(jī)傳感器的類型有S型、輪輻式。傳感器內(nèi)部電阻應(yīng)變片精度不高、固定應(yīng)變片用的膠抗老化能力不好、傳感器的材料不好都會(huì)影響傳感器的精度。
5．傳動(dòng)系統(tǒng)：拉力試驗(yàn)機(jī)傳動(dòng)部分主要有二種，一是圓弧同步齒輪帶，精密絲杠副傳動(dòng)；二是普通皮帶傳動(dòng)。第一種傳動(dòng)方式傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低，傳動(dòng)效率高，精度高，使用壽命長(zhǎng)。第二種傳動(dòng)方式不能保證傳動(dòng)的同步性，因此精度，平穩(wěn)性等都不如第一種傳動(dòng)系統(tǒng)
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