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電子秤稱重傳感器的選用及故障分析
閱讀：3374 發(fā)布時(shí)間：2011-11-24
電子秤稱重傳感器的選用及故障分析
1、引 言
稱重傳感器的選擇使用首先應(yīng)考慮使用的實(shí)際需要 ,除滿足測(cè)量精度和主要技術(shù)性能外 ,還要考慮到經(jīng)濟(jì)、實(shí)用方面 的情況。稱重傳感器由于不同的彈性體結(jié)構(gòu)和采用的應(yīng)變片性能不同,而在測(cè)量精度和其它性能方面會(huì)有所不同,且制造工藝不同,生產(chǎn)成本也會(huì)有很大差別 ,價(jià)格也因之不同 ,所以要綜合考慮應(yīng)用的實(shí)際需要來(lái)選用合適的傳感器。隨著廣泛的使用 ,異常現(xiàn)象和故障也時(shí)有發(fā)生 ,經(jīng)過(guò)檢查判斷 ,主要是人為故障。下面就故障產(chǎn)生的環(huán)節(jié)、原因、現(xiàn)象分析及相應(yīng)對(duì)策從選型 、運(yùn)輸、安裝、使用、維護(hù)、檢修幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)明。
2、傳感器精度的選擇
目前 ,稱重傳感器的普通級(jí)精度為千分之五 ,中級(jí)精度為千分之二至萬(wàn)分之五 ,高精度為萬(wàn)分之三至萬(wàn)分之一 傳感器的精度包括額定載荷、靈敏度、非線性、重復(fù)性 、滯后性和蠕變等。主要技術(shù)參數(shù)。實(shí)際選用時(shí)首先要考慮測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)測(cè)量精 ,按不同的要求而選用不同精度等級(jí)的傳感器 ,使其既能充分發(fā)揮作用 ,又能具有合適的價(jià)格。在低精度測(cè)試場(chǎng)合而選用高精度的傳感器 ,既不能充分發(fā)揮高精度傳感器的優(yōu)勢(shì) ,又付出了較高的價(jià)格 ,在經(jīng)濟(jì)上也是不合算的。
3、傳感器密封狀態(tài)的選擇
工業(yè)使用的傳感器 ,考慮其長(zhǎng)時(shí)間地連續(xù)使用 ,而且使用場(chǎng)合環(huán)境比較惡劣 ,常常要求選用密封型傳感器 ,以使傳感器免受外界環(huán)境 ,如潮濕 、粉塵 、腐蝕氣體等影響,使其能保證測(cè)量精度和穩(wěn)定性。目前傳感器的密封措施有如表中所示的四種形式。
膠質(zhì)密封 將應(yīng)變計(jì)與補(bǔ)償元件封于高 分子樹(shù)脂內(nèi)高分子樹(shù)脂有慢性滲漏 易老化
常用于簡(jiǎn)易測(cè)量系統(tǒng)
橡膠密封：用橡膠套O型圈將應(yīng)變計(jì)與補(bǔ)償元件密封于腔體內(nèi)。適用于一般普通精度測(cè)量系統(tǒng)。
硅橡膠密封：將應(yīng)變計(jì)與補(bǔ)償元件用不加填料的自身均衡型硅橡膠全浸密封 ,其密封性比較有效 ,適用于高精度的測(cè)量系統(tǒng)。
焊接密封：用焊接方法將應(yīng)變計(jì)與補(bǔ)償元件密封于金屬殼體內(nèi)并抽真空充氮,采用柯閥合金輸出端子 ,外部補(bǔ)償元件用瀝青密封。其密封性長(zhǎng)期有效,適用于高精度、高穩(wěn)定或惡劣環(huán)境測(cè)量系統(tǒng)。
*密封是傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的可靠保證。大多數(shù)工業(yè)傳感器使用以后因進(jìn)水受潮導(dǎo)致性能變差 ,直至損壞 ,因此從實(shí)際和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面考慮 ,選擇合適的傳感器密封方式也是十分重要的。對(duì)于在潮濕、鹽霧 ,甚至可能遭受水淹、腐蝕的環(huán)境 ,應(yīng)當(dāng)選擇焊接密封的傳感器。經(jīng)對(duì)比測(cè)試和實(shí)際應(yīng)用壽命測(cè)試 ,焊接密封的傳感器其壽命、可靠性均明顯優(yōu)于其它幾種型式的密封傳感器 ,工業(yè)應(yīng)用盡可能采用硅膠密封和焊接密封的傳感器 ,當(dāng)然測(cè)量精度低的場(chǎng)合 ,考慮其成本 ,選用簡(jiǎn)易密封的廉價(jià)傳感器 ,也是合適的選擇。
4、傳感器量程的選擇
電子稱重系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合往往是多個(gè)傳感器聯(lián)用的 ,因此傳感器的量程選擇必須考慮下列因數(shù)：
1. 被稱量物料的zui大重量或物料的總重量。
2. 秤臺(tái)或料斗裝置的自重（皮重） 。
3. 傳感器設(shè)置的數(shù)量。
4. 正常操作下可能產(chǎn)生的zui大偏載。
5. 稱量狀態(tài)下可能出現(xiàn) 的動(dòng)載和下料時(shí)的沖擊載荷。
6. 其它附加產(chǎn)生的干擾力 ,如風(fēng)壓、振動(dòng)等。
一般設(shè)計(jì)選用傳感器工作在額定負(fù)荷的80%~85%左右,這樣既留有保險(xiǎn)余量又確保其使用精度。
5、傳感器受力形式的選擇 （上海志碩物資有限公司 http://www.sh-zhishuo.cn）
傳感器的受力形式基本上可分成拉式和壓式兩大類(lèi)。由于承重結(jié)構(gòu)有平臺(tái)、料斗球罐等不同形式 ,傳感器在安裝設(shè)計(jì)時(shí) ,其受力狀態(tài)又各不相同,因此要從整體設(shè)計(jì)出發(fā)考慮傳感器的受力形式 ,zui終可選定合適結(jié)構(gòu)的傳感器。平臺(tái)承重可以選用圓筒、板環(huán) 、懸臂剪切梁或平行梁、雙剪切梁式彈性體壓力傳感器、輪幅式彈性梁的壓力傳感器。料斗、球罐承重體既可選用S型 、板環(huán)式彈性梁的拉力傳感器 ,也可選用圓筒或懸臂剪切梁式和壓力環(huán)式拉、壓力傳感器。如選型不當(dāng),使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)遲緩 （靈敏度低 ）或顯示數(shù)據(jù)不穩(wěn)（ 靈敏度高）的現(xiàn)象。選型時(shí)除一般的指標(biāo)功能 如量程、分度、防爆等級(jí)、通訊打印等 必須滿足外 ,還要著重考慮傳感器靈敏 度 （mV/V）與稱重 儀表輸 人靈 敏 度“（UV/d） 之間的匹配 ,如需準(zhǔn)確度較高的稱重系統(tǒng) ,則傳感器的靈敏度越大越好 選型可盡量選擇較大的 ,而稱重儀表的輸人靈敏度則越小越好 ,這樣匹配的系統(tǒng)準(zhǔn)確度較高、反應(yīng)靈敏 ,但其抗*力差 反之 ,則準(zhǔn)確度偏低。在使用過(guò)程中,通過(guò)實(shí)際輸人靈敏度（X’） 與儀表輸入靈敏度 （X）的比較 ,可以判斷稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否符合要求 ,當(dāng) X’>X時(shí) ,稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合要求。實(shí)際輸人靈敏度的計(jì)算方法如下
例如:X=1.1UV/d,傳感器 量 程 A=100KG,傳感器靈敏度 B=3mV/V,zui小分度值D=0.01kg,則X’=x1000Uv/d=3.6Uv/d , 。此例中X’=3.6Uv/D,因此稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合要求。
6、運(yùn) 輸
由于運(yùn)輸中存在著許多不利于儀表性能的因素,如顛簸易造成元件松動(dòng)、折斷,溫度和濕度的變化也使儀表出現(xiàn)異常,所以在運(yùn)輸中應(yīng)封扎牢固 ,到單位后應(yīng)在調(diào)試室內(nèi)存放24 小時(shí)以上再送電進(jìn)行調(diào)試 ,送電顯示常后也應(yīng)帶電運(yùn)行 小時(shí)以上 ,無(wú)問(wèn)題再行現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試。由于運(yùn)輸所造成的故障于判斷,故在此不再進(jìn)行說(shuō)明。
7、安 裝
安裝環(huán)節(jié)是電子稱重系統(tǒng)能否良好運(yùn)的關(guān)鍵 ,使用者應(yīng)更加注意。首先是水平題 ,安裝要求明確稱重模塊應(yīng)安裝在同一平面內(nèi),其水平誤差不超過(guò) 在這一達(dá)到要求后 ,應(yīng)注意稱重模塊上水平面所載的支撐面也應(yīng)水平 ,使所受載荷均勻或量均勻分布在稱重模塊上 其次應(yīng)注意固式、浮動(dòng)式和半浮動(dòng)式稱重模塊相互搭配用 ,以消除有熱脹冷縮引起的水平方向的力 第三 ,稱重系統(tǒng)與外部管道之間應(yīng)用軟連接 ,可將它們置于 固定式模塊附近 ,且保持軟連接處于松弛狀態(tài) ,不會(huì)影響稱重確度 第四 ,防止管道積存物料變化而影響量準(zhǔn)確性 ,也是安裝重要要求。若安裝不容易出現(xiàn)的故障現(xiàn)象為：
1. 量程的某一段或全部線性較差。
2. 四角誤差超差 ,判斷時(shí)可拆開(kāi)稱重統(tǒng)與外部管道的軟連接后 ,測(cè)量各稱重模的信號(hào)電壓是否相近或在各稱重模塊上加碼看顯示是否準(zhǔn)確。
3. 若拆開(kāi)軟連接后正常 ,而連接后異常則說(shuō)明連接軟管的軸向可能受有較大應(yīng)
8.使用中的常見(jiàn)故障
主要有以下幾種
1.超載。故障現(xiàn)象與信號(hào)斷線相似 ,這時(shí)重量無(wú)法顯示 ,減輕載荷后恢復(fù)正常,通過(guò)
操作者的正確使用容易避免。
2.誤差變化無(wú)規(guī)律,但靜態(tài)校準(zhǔn)時(shí)狀態(tài)良好。這是由于兩次稱量時(shí)的系統(tǒng)應(yīng)力不同而造成。當(dāng)操作者在同樣的系統(tǒng)壓力下進(jìn)行稱量 ,則可避免。
3.管道內(nèi)低溫介質(zhì)造成軟連接管結(jié)冰,造成軟連接失效,形成較大誤差 。
4.傳感器端部與基礎(chǔ)板之間的縫隙有異物 ,這個(gè)縫隙較小 ,易有異物進(jìn)人造成稱量不準(zhǔn)。維護(hù)的重點(diǎn)是清潔傳感器 ,防止異物進(jìn)人縫隙。當(dāng)異物進(jìn)人縫隙時(shí)的現(xiàn)象為 增加重量時(shí)顯示值偏小 ,而此時(shí)測(cè)量傳感器的各路電壓值均正常 ,對(duì)傳感器進(jìn)行機(jī)械清潔后恢復(fù)正常。
5.檢修中的常見(jiàn)故障是在系統(tǒng)動(dòng)用電焊機(jī)時(shí) ,燒壞傳感器 ,傳感器內(nèi)元件所能承受的電流和電壓都很小 ,有較大電流通過(guò)傳感器極易造成損壞 ,而且往往多只傳感器同時(shí)損壞。所以在稱重系統(tǒng)檢修需動(dòng)用電焊時(shí) ,動(dòng)火點(diǎn)和接地線的連接處必須盡可能靠近 ,并確保電流不通過(guò)傳感器
9、結(jié)束語(yǔ)
本文就稱重傳感器的精度、狀態(tài) 、量程、受力形式的選用技術(shù)及在使用中出現(xiàn)的常見(jiàn)故障作一簡(jiǎn)要分析。
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