稱重傳感器是電子衡器的主要電子部件，由稱重傳感器制作的電子衡器己廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)。本文主要以汽車衡為例，對稱重傳感器的現(xiàn)場使用、調(diào)試和故障排除分析和總結(jié)。

一、引言

稱重傳感器被稱為電子衡器中的心臟部件。科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，由稱重傳感器制作的電子衡器也已 廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對物料的快速、準(zhǔn)確的稱量。在這里以汽車衡為例談?wù)劮Q重傳感器的 現(xiàn)場使用和調(diào)試。

二、稱重系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理

1.系統(tǒng)構(gòu)成

汽車衡主要由稱重顯示儀表、稱重傳感器、秤體等三大部分構(gòu)成。其中，秤體起到了承受物體重 量的作用。秤臺和傳力機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將物體的重量準(zhǔn)確的傳遞給稱重傳感器。稱重傳感器(一次儀表)位于秤臺 和基礎(chǔ)之間，將被稱物體的重量按一定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的毫伏級電信號，通過接線盒信號電纜輸出 到稱重顯示儀表(二次儀表)。經(jīng)處理后儀表直接顯示被稱物體的重量數(shù)據(jù)。

2.工作原理

當(dāng)稱重物體或載重汽車停放在秤臺上，載荷通過秤體將重量傳遞給稱重傳感器，稱重傳感器將重量轉(zhuǎn) 換為相應(yīng)的mV級電信號。該信號經(jīng)前置放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換。由微處理器(單片機(jī))對信號處理后， 數(shù)字顯示部位直接顯示稱重值。

三、現(xiàn)場使用和調(diào)試

1.傳感器選擇

稱重傳感器在選用時(shí)要考慮到很多因素，實(shí)際的使用當(dāng)中我們主要從下列幾個(gè)因素考慮。另外，稱重 傳感器的靈敏度、最大分度數(shù)、最小檢定分度值等也是傳感器選用中必須考慮的指標(biāo)。

（1）使用環(huán)境

稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)換成可測量的電信號輸出裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所 處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對于正確選用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使 用壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性。一般情況下，髙溫環(huán)境對傳感器造成涂覆材料融化、焊點(diǎn)開化、 彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問題：粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響；在腐蝕性較髙的環(huán)境下會(huì)造成 傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路現(xiàn)象；電磁場對傳感器輸出會(huì)產(chǎn)生干擾。相應(yīng)的環(huán)境因素下我們必須選擇對 應(yīng)的傳感器才能滿足必要的稱重要求。

（2）傳感器的數(shù)量和量程

傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途、秤體需要支撐的點(diǎn)，支撐點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)秤體幾何重心和實(shí)際 重心重合的原則確定。一般來說秤體有幾個(gè)支撐點(diǎn)就選用幾只傳感器。

傳感器的量程選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載 因素綜合評價(jià)來決定。一般來講，傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。 但是在實(shí)際的使用當(dāng)中，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷，因此選用傳感器時(shí)，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。下面給出一個(gè)經(jīng)過大 量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)公式.

公式如下：

C=K0xKl xK2xK3(Wmax+W) / N

式中C—單個(gè)傳感器的額定量程 W—秤體自重 Wmax 一被稱物體凈重的最大值 N—秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量 K0-保險(xiǎn)系數(shù)，一般取1.2?1.3之間 K1 —沖擊系數(shù) K2—秤體的重心偏移系數(shù) K3 一風(fēng)壓系數(shù)

(3)各種類型傳感器的使用范圍

傳感器形式的選擇主要取決于稱重的類型和安裝空間，保證安裝合適，稱重安全可靠；另一方面要考 慮廠家的建議。對于傳感器制造廠家來講，它一般規(guī)定了傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu) 形式、彈性體的材質(zhì)等。譬如鋁合金懸臂梁傳感器適合于電子計(jì)價(jià)秤、平臺秤、案秤等；鋼式懸臂梁傳感 器適用于電子皮帶秤、分選秤等；鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車衡等；柱式傳感器適用于汽車衡、 動(dòng)態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。

2.標(biāo)定以及角差的調(diào)節(jié)

以汽車衡為例，角差調(diào)節(jié)是一個(gè)非常重要的步驟。N個(gè)承重點(diǎn)的秤，將最大稱量1/(N — 1)的砝 碼分別放置在1/N承重臺板的面積上進(jìn)行偏載檢定。對于承受偏載量較小的承載器(如料斗秤)，在每個(gè) 承重點(diǎn)上要施加約等于最大稱量的1 / 10。目前模擬式稱重傳感器是依靠接線盒的電位器來調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方 式分為兩種：供橋信號調(diào)節(jié)和輸出信號調(diào)節(jié)。從實(shí)際的使用角度來講使用供橋信號調(diào)節(jié)效果更好，它的優(yōu) 勢在于調(diào)節(jié)范圍大、易用萬用表測試調(diào)節(jié)結(jié)果。為了進(jìn)一步認(rèn)識這個(gè)問題，有必要了解造成偏載產(chǎn)生的原 因。偏載主要由下列因素造成：1)稱重顯示器本身具有很髙的靈敏度。2)稱重傳感器并聯(lián)電路輸出阻抗低， 抗干擾能力強(qiáng)。并聯(lián)電路對傳感器來講必須使輸出靈敏度公差要小；輸出阻抗平均偏差要小：輸出靈敏度 與阻抗之比要相等。3)秤體設(shè)計(jì)缺陷。4)土建基礎(chǔ)承載力不夠。5)秤體安裝不當(dāng)。

大型汽車衡角差的調(diào)節(jié)過程中一般不會(huì)使用大噸位砝碼(主要也是受現(xiàn)場實(shí)際情況的制約)。從整 個(gè)秤的精度來講配合使用鑒別力測試時(shí)用的小砝碼觀察儀表閃變也可以達(dá)到很好的偏載調(diào)節(jié)效果。比如在 檢定調(diào)節(jié)時(shí)的分度值為20kg,雖然稱重顯示儀上顯示值為一致，但是幾個(gè)角有可能存在最大達(dá)18kg的誤 差。另外需要注意的是，為了日后維護(hù)方便，必須明確接線盒中各個(gè)傳感器接線柱對應(yīng)的傳感器在那個(gè)部 位；只要調(diào)過角差，在使用時(shí)必須重新進(jìn)行稱量標(biāo)定。

3.傳感器的各類故陣檢測和排除

對于汽車衡來講，故障處理應(yīng)遵循這樣的步驟；觀察(故障觀察)一分析(故障原因)-檢測(為 故障判斷提供依據(jù)或?qū)ε袛嘟Y(jié)果加以驗(yàn)證)-修復(fù)(修理或更換)?檢定(系統(tǒng)調(diào)試后對其計(jì)量性能進(jìn) 行測試)。可根據(jù)實(shí)際情況選用下列方法判斷：直觀法、替代法、比較法、代碼診斷法。

就稱重傳感器自身的特點(diǎn)通過下列方法檢測、判斷和驗(yàn)證：1)阻抗判別法：逐個(gè)將傳感器的兩根輸出 線、輸入線拆掉，用萬用表測試輸出、輸入阻抗和信號電纜各芯線與屏蔽層間的絕緣電阻。如果測試結(jié)果 達(dá)不到合格證上的數(shù)值，即可判斷為故障傳感器：2)信號輸出判斷：如果阻抗法無法判斷傳感器的好壞， 可用此法做進(jìn)一步檢查。先給儀表通電，將傳感器的輸出線拆掉。在空秤下用萬用表測量其Mv輸出值。 假設(shè)額定激勵(lì)電壓為U(v),傳感器的靈敏度為M(Mv/V),傳感器的額定載荷F(kg),那么每個(gè)傳感器的輸 出為UxMxK+F(Mv)。如果那一只的輸出值超出該計(jì)算值過大(理想情況下不存在偏載時(shí)應(yīng)該相等)或不穩(wěn) 定，即可判斷傳感器有故障。

四、結(jié)語

總之，以稱重傳感器為核心的電子衡器在實(shí)際的使用過程中引發(fā)故障的原因很多，有時(shí)幾個(gè)故障可能 同時(shí)出現(xiàn)。除了上述提到的情況外，還有諸如供電電源、外部磁場干擾、使用電子產(chǎn)品作弊等原因造成。 因此，在現(xiàn)場的使用和調(diào)試過程中必須具有清晰的操作思路，認(rèn)真的分析，積極的總結(jié)和積累現(xiàn)場操作經(jīng) 驗(yàn)。如果這樣的話，可以大大減少現(xiàn)存的故障問題，可為現(xiàn)場調(diào)試節(jié)約人量的時(shí)間，為日后的維護(hù)提供方便。