电子秤称重传感器的选用及故障分析
1、引 言
称重传感器的选择使用首先应考虑使用的实际需要 ,除满足测量精度和主要技术性能外 ,还要考虑到经济、实用方面 的情况。称重传感器由于不同的弹性体结构和采用的应变片性能不同,而在测量精度和其它性能方面会有所不同,且制造工艺不同,生产成本也会有很大差别 ,价格也因之不同 ,所以要综合考虑应用的实际需要来选用合适的传感器。随着广泛的使用 ,异常现象和故障也时有发生 ,经过检查判断 ,主要是人为故障。下面就故障产生的环节、原因、现象分析及相应对策从选型 、运输、安装、使用、维护、检修几个方面来说明。
2、传感器精度的选择
目前 ,称重传感器的普通级精度为千分之五 ,中级精度为千分之二至万分之五 ,高精度为万分之三至万分之一 传感器的精度包括额定载荷、灵敏度、非线性、重复性 、滞后性和蠕变等。主要技术参数。实际选用时首先要考虑测量现场的系统测量精 ,按不同的要求而选用不同精度等级的传感器 ,使其既能充分发挥作用 ,又能具有合适的价格。在低精度测试场合而选用高精度的传感器 ,既不能充分发挥高精度传感器的优势 ,又付出了较高的价格 ,在经济上也是不合算的。
3、传感器密封状态的选择
工业使用的传感器 ,考虑其长时间地连续使用 ,而且使用场合环境比较恶劣 ,常常要求选用密封型传感器 ,以使传感器免受外界环境 ,如潮湿 、粉尘 、腐蚀气体等影响,使其能保证测量精度和稳定性。目前传感器的密封措施有如表中所示的四种形式。
胶质密封 将应变计与补偿元件封于高 分子树脂内高分子树脂有慢性渗漏 易老化
常用于简易测量系统
橡胶密封：用橡胶套o型圈将应变计与补偿元件密封于腔体内。适用于一般普通精度测量系统。
硅橡胶密封：将应变计与补偿元件用不加填料的自身均衡型硅橡胶全浸密封 ,其密封性比较有效 ,适用于高精度的测量系统。
焊接密封：用焊接方法将应变计与补偿元件密封于金属壳体内并抽真空充氮,采用柯阀合金输出端子 ,外部补偿元件用沥青密封。其密封性长期有效,适用于高精度、高稳定或恶劣环境测量系统。
*密封是传感器长期稳定工作的可靠保证。大多数工业传感器使用以后因进水受潮导致性能变差 ,直至损坏 ,因此从实际和经济两个方面考虑 ,选择合适的传感器密封方式也是十分重要的。对于在潮湿、盐雾 ,甚至可能遭受水淹、腐蚀的环境 ,应当选择焊接密封的传感器。经对比测试和实际应用寿命测试 ,焊接密封的传感器其寿命、可靠性均明显优于其它几种型式的密封传感器 ,工业应用尽可能采用硅胶密封和焊接密封的传感器 ,当然测量精度低的场合 ,考虑其成本 ,选用简易密封的廉价传感器 ,也是合适的选择。
4、传感器量程的选择
电子称重系统的实际应用场合往往是多个传感器联用的 ,因此传感器的量程选择必须考虑下列因数：
1. 被称量物料的zui大重量或物料的总重量。
2. 秤台或料斗装置的自重（皮重） 。
3. 传感器设置的数量。
4. 正常操作下可能产生的zui大偏载。
5. 称量状态下可能出现 的动载和下料时的冲击载荷。
6. 其它附加产生的干扰力 ,如风压、振动等。
一般设计选用传感器工作在额定负荷的80%~85%左右,这样既留有保险余量又确保其使用精度。
5、传感器受力形式的选择 （上海志硕物资有限公司 ）
传感器的受力形式基本上可分成拉式和压式两大类。由于承重结构有平台、料斗球罐等不同形式 ,传感器在安装设计时 ,其受力状态又各不相同,因此要从整体设计出发考虑传感器的受力形式 ,zui终可选定合适结构的传感器。平台承重可以选用圆筒、板环 、悬臂剪切梁或平行梁、双剪切梁式弹性体压力传感器、轮幅式弹性梁的压力传感器。料斗、球罐承重体既可选用s型 、板环式弹性梁的拉力传感器 ,也可选用圆筒或悬臂剪切梁式和压力环式拉、压力传感器。如选型不当,使用时会出现反应迟缓 （灵敏度低 ）或显示数据不稳（ 灵敏度高）的现象。选型时除一般的指标功能 如量程、分度、防爆等级、通讯打印等 必须满足外 ,还要着重考虑传感器灵敏 度 （mv/v）与称重 仪表输 人灵 敏 度“（uv/d） 之间的匹配 ,如需准确度较高的称重系统 ,则传感器的灵敏度越大越好 选型可尽量选择较大的 ,而称重仪表的输人灵敏度则越小越好 ,这样匹配的系统准确度较高、反应灵敏 ,但其抗*力差 反之 ,则准确度偏低。在使用过程中,通过实际输人灵敏度（x’） 与仪表输入灵敏度 （x）的比较 ,可以判断称重系统的设计是否符合要求 ,当 x’>x时 ,称重系统的设计符合要求。实际输人灵敏度的计算方法如下
例如:x=1.1uv/d,传感器 量 程 a=100kg,传感器灵敏度 b=3mv/v,zui小分度值d=0.01kg,则x’=x1000uv/d=3.6uv/d , 。此例中x’=3.6uv/d,因此称重系统的设计符合要求。
6、运 输
由于运输中存在着许多不利于仪表性能的因素,如颠簸易造成元件松动、折断,温度和湿度的变化也使仪表出现异常,所以在运输中应封扎牢固 ,到单位后应在调试室内存放24 小时以上再送电进行调试 ,送电显示常后也应带电运行 小时以上 ,无问题再行现场安装调试。由于运输所造成的故障于判断,故在此不再进行说明。
7、安 装
安装环节是电子称重系统能否良好运的关键 ,使用者应更加注意。首先是水平题 ,安装要求明确称重模块应安装在同一平面内,其水平误差不超过 在这一达到要求后 ,应注意称重模块上水平面所载的支撑面也应水平 ,使所受载荷均匀或量均匀分布在称重模块上 其次应注意固式、浮动式和半浮动式称重模块相互搭配用 ,以消除有热胀冷缩引起的水平方向的力 第三 ,称重系统与外部管道之间应用软连接 ,可将它们置于 固定式模块附近 ,且保持软连接处于松弛状态 ,不会影响称重确度 第四 ,防止管道积存物料变化而影响量准确性 ,也是安装重要要求。若安装不容易出现的故障现象为：
1. 量程的某一段或全部线性较差。
2. 四角误差超差 ,判断时可拆开称重统与外部管道的软连接后 ,测量各称重模的信号电压是否相近或在各称重模块上加码看显示是否准确。
3. 若拆开软连接后正常 ,而连接后异常则说明连接软管的轴向可能受有较大应
8.使用中的常见故障
主要有以下几种
1.超载。故障现象与信号断线相似 ,这时重量无法显示 ,减轻载荷后恢复正常,通过
操作者的正确使用容易避免。
2.误差变化无规律,但静态校准时状态良好。这是由于两次称量时的系统应力不同而造成。当操作者在同样的系统压力下进行称量 ,则可避免。
3.管道内低温介质造成软连接管结冰,造成软连接失效,形成较大误差 。
4.传感器端部与基础板之间的缝隙有异物 ,这个缝隙较小 ,易有异物进人造成称量不准。维护的重点是清洁传感器 ,防止异物进人缝隙。当异物进人缝隙时的现象为 增加重量时显示值偏小 ,而此时测量传感器的各路电压值均正常 ,对传感器进行机械清洁后恢复正常。
5.检修中的常见故障是在系统动用电焊机时 ,烧坏传感器 ,传感器内元件所能承受的电流和电压都很小 ,有较大电流通过传感器极易造成损坏 ,而且往往多只传感器同时损坏。所以在称重系统检修需动用电焊时 ,动火点和接地线的连接处必须尽可能靠近 ,并确保电流不通过传感器
9、结束语
本文就称重传感器的精度、状态 、量程、受力形式的选用技术及在使用中出现的常见故障作一简要分析。
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