QS-稱重傳感器在電子衡器中的應(yīng)用

2.2電子衡器的四角平衡調(diào)整

2.2.1概述

在電子衡器的安裝調(diào)試中，按照JJG539-97數(shù)字指示秤檢定規(guī)程的要求，要對(duì)秤體上安裝稱重傳感器的四點(diǎn)（或以上）進(jìn)行偏載試驗(yàn)。因此對(duì)秤的四角平衡的調(diào)校是一項(xiàng)首要的任務(wù)。所謂四角平衡，是指秤的四角的位置上（實(shí)際上是安裝稱重傳感器的位置）放置1/3的額定載荷，調(diào)整秤體上的四只或四只以上稱重傳感器輸出信號(hào)，使儀表顯示數(shù)值相近或相等，即人們俗稱四角平衡。調(diào)整四角平衡的方法有兩種，一種是在稱重傳感器輸出端并接調(diào)整電阻法，另一種是在稱重傳感器輸入端串接調(diào)整電阻法。這兩種方法zui終目的都是要調(diào)整稱重傳感器輸出值的大小。

2.2.2電子衡器四角平衡的調(diào)試方法

圖2.2-1

在稱重傳感器輸出端并接調(diào)整電阻法具體調(diào)整電路如圖2.4-1所示：（以四只傳感器為例）

圖中的Rg是串聯(lián)在稱重傳感器輸出臂上的隔離電阻，該電阻值的設(shè)計(jì)原則是：要求大于橋臂電阻的10倍，橋臂電阻為350Ω，這里Rg的阻值為2×2.5KΩ=5KΩ，目的是減少各稱重傳感器并聯(lián)后的環(huán)流。

圖中的RT是輸出電壓調(diào)節(jié)電阻，調(diào)節(jié)阻值范圍是10 KΩ~210 KΩ，調(diào)節(jié)輸出電壓的原理是在輸出橋臂中產(chǎn)生一個(gè)分流，從而調(diào)節(jié)稱重傳感器的輸出電壓。

這種方法調(diào)整電壓范圍較小，當(dāng)稱重傳感器總輸出為15mV，衡器的分度數(shù)n=5000時(shí)，zui大能調(diào)節(jié)±5個(gè)分度。當(dāng)稱重傳感器靈敏度偏差較大時(shí)，對(duì)于調(diào)試經(jīng)驗(yàn)不足者，往往很不容易調(diào)到四角平衡。

后來，在調(diào)試實(shí)踐中掌握一些技巧。首先將RT2調(diào)到位置中間，秤臺(tái)要經(jīng)過重車碾壓，機(jī)械系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下，用檢衡車壓角時(shí)，要記錄各角的zui大值和zui小值，而后相加取平均值。調(diào)整每個(gè)稱重傳感器的RT2，使其向平均值“靠攏”，這樣經(jīng)過三個(gè)周期的壓角調(diào)試再重新標(biāo)定，一般可以調(diào)到四角平衡。

初調(diào)者往往是將zui小值向zui大調(diào)整，或是將zui大值向zui小調(diào)整，這樣其中的某只稱重傳感器的RT2一旦調(diào)到靠近RT1的一端，再調(diào)其它的稱重傳感器的RT2就不大起作用了，這是調(diào)試失敗的主要原因?？傊?，采用并聯(lián)電阻調(diào)整法，機(jī)械臺(tái)面調(diào)整必須比較理想，使秤在空載時(shí)，各稱重傳感器受力均勻，各稱重傳感器的靈敏度誤差在0.1%以內(nèi)，經(jīng)過一番細(xì)心調(diào)整，是可以調(diào)到數(shù)字指示秤檢定規(guī)程中要求的技術(shù)指標(biāo)。

2.2.3在稱重傳感器輸入端串接調(diào)整電阻法

 

圖2.2-2

具體的調(diào)整電路如圖2.4-2所示：（以四只傳感器為例）

這種調(diào)整稱重傳感器輸出電壓的原理是通過調(diào)節(jié)串接在輸入橋臂上的電阻與橋臂產(chǎn)生分壓。如圖2中的RT調(diào)整數(shù)值較大時(shí)，輸入橋臂分得的電壓較低，稱重傳感器輸出電壓就相應(yīng)降低。當(dāng)RT調(diào)節(jié)值較小時(shí)，RT上分壓值較少，而輸入橋臂上分得的電壓較高，從而使稱重傳感器輸出電壓相應(yīng)升高。

這種方法電阻調(diào)節(jié)范圍約在15Ω左右，輸入橋臂電阻通常為390Ω，當(dāng)調(diào)節(jié)電阻調(diào)到中間位置時(shí)，可分壓±1.6%，當(dāng)衡器分度數(shù)為5000時(shí)，則可調(diào)整80個(gè)分度。

采用在稱重傳感器輸入端串接調(diào)整電阻法，調(diào)整輸出電壓變化范圍很寬，只要機(jī)械臺(tái)面穩(wěn)定，即使各稱重傳感器靈敏度不一致或受力分配不甚均勻的情況下，仍能很方便的調(diào)到四角平衡。但如果各傳感器靈敏度的一致性都保持在0.1%F.S以內(nèi)，則應(yīng)選用輸出端并接電阻調(diào)整法是合理的。

特別說明：當(dāng)選用輸入端串接調(diào)整電阻法時(shí)，其電位器須有較高的穩(wěn)定性和低溫漂特性，且調(diào)節(jié)圈數(shù)應(yīng)大于20圈，優(yōu)選進(jìn)口產(chǎn)品，如果各傳感器的靈敏度一致性在0.1%F.S以內(nèi)，選用該種原理的接線盒調(diào)整，往往容易將因安裝原因產(chǎn)生的角差誤以為是輸出不一致產(chǎn)生的角差來調(diào)整，會(huì)出現(xiàn)偏載砝碼的量程下調(diào)準(zhǔn)確了，但一旦加載大于或小于偏載砝碼的量值時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，導(dǎo)致調(diào)試失敗。

2.3傳感器與衡器的接地技術(shù)

傳感器傳輸電纜屏蔽網(wǎng)，一般都與二次儀表內(nèi)屏蔽器件的接地線一起接到接地樁頭上。下述情況，傳感器外殼必須自行接地：

傳感器安裝設(shè)備上同時(shí)安裝有頻繁啟動(dòng)的大功率電機(jī)，工作時(shí)的外殼電位的波動(dòng)會(huì)通過分布電容耦合到傳感器橋路中去，使傳感器輸出信號(hào)線上產(chǎn)生噪聲，導(dǎo)致稱重?cái)?shù)據(jù)跳動(dòng)不穩(wěn)。

動(dòng)態(tài)物流介質(zhì)彼此間的摩擦而產(chǎn)生靜電，積聚的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生*的電位，通過傳感器放電時(shí)燒壞傳感器，故傳感器必須有單獨(dú)的接地系統(tǒng)。

圖2.2-1

如：潤滑油從6m高處瀉入容器會(huì)產(chǎn)生10mm長的火花放電，乙炔從鋼瓶口噴出，可積聚8KV的電壓；煤粉以2.5m/s速度在鋼管中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生7.5KV的靜電電壓。                       雷擊引起的大電流回流入地時(shí)；設(shè)計(jì)如圖示的回流電纜。

圖2.2-2

注：銅絲或細(xì)銅帶編織總截面積 ＞ 16 mm² ；流散電阻 ＜  4Ω

2.4電子汽車衡的日常保養(yǎng)

2.4.1秤臺(tái)維護(hù)

1）秤臺(tái)四周間隙內(nèi)不得卡有石子，煤塊等異物。 
2）經(jīng)常檢查限位間隙是否合理，限位螺栓與秤體不應(yīng)碰撞接觸。 
3）連接件每半年進(jìn)行一次保養(yǎng)，支承頭部涂上黃油。 
4）禁止在秤臺(tái)上進(jìn)行電弧焊作業(yè)，若必須在秤臺(tái)進(jìn)行電弧焊作業(yè)。請(qǐng)注意下列幾點(diǎn)：（斷開信號(hào)電纜與稱重顯示控制器的連接；電弧焊的地線必須設(shè)置在被焊部位附近，并牢固接觸在秤體上；切不可以使用傳感器成為電弧焊回路的一部分）

2.4.2稱重顯示控制器保養(yǎng)

1）經(jīng)常檢查各接線是否松動(dòng)，折斷，接地線是否牢靠。 
2）稱重顯示控制器長期不用時(shí)（如一個(gè)月以上），應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件進(jìn)行通電檢查，以免受潮或其它不良?xì)怏w侵蝕影響可靠性。 
3）稱重顯示控制器避免靠近熱源、振動(dòng)源。 
4）使用環(huán)境中不應(yīng)有易燃易爆氣體或粉塵。 
5）在稱重顯示控制器的同一相線上不得接感性負(fù)載，如門鈴等。 
6）稱重顯示控制器長期不用、更換保險(xiǎn)絲、移動(dòng)位置或清除灰塵等情況時(shí)，務(wù)必切斷電源。 
7）稱重顯示控制器如發(fā)生故障時(shí)應(yīng)迅速斷電，然后通知專業(yè)部門及人員進(jìn)行檢查整理，用戶不得隨意拆開機(jī)箱，更不得隨意更換內(nèi)部零件。 
8）司磅人員和儀表維修人員均需通過專門培訓(xùn)才能從事操作和維修。 

2.4.3更換傳感器 

1）打開傳感器（損壞的）上方蓋板，用千斤頂頂起秤臺(tái)，取下傳感器地線。 
2） 打開接線盒，將損壞的傳感器電纜線與接線盒解脫。在傳感器端抽出電纜線。注意：在抽線時(shí)，附上一根引線穿過秤體，以便在更換新傳感器時(shí)，便電纜線穿越秤體進(jìn)入接線盒。 
3）參照上述第二項(xiàng)的方法，將傳感器電纜線穿越秤體進(jìn)入接線盒。 
4）按照接線圖將電纜線各芯線固定在接線盒對(duì)應(yīng)的接線柱上。 
5）松開千斤頂，放平秤臺(tái)，蓋上蓋板。 
6）更換傳感器后，須對(duì)汽車衡重新設(shè)定和校正。 
7）傳感器安裝完后，其多余電纜線應(yīng)扎成捆放置，不得直接放置在基礎(chǔ)地面上。 
8）為保證傳感器的一致性和互換性，傳感器電纜線不得隨意截?cái)唷?/span> 
9）安裝和拆卸過程中，不得出現(xiàn)劃傷、磕碰傳感器現(xiàn)象，并要保護(hù)好電纜線。

2.4.4計(jì)算機(jī)維護(hù) 
1）保證計(jì)算機(jī)接地系統(tǒng)良好。 
2）嚴(yán)禁頻繁開關(guān)、隨意搬動(dòng)和拆卸計(jì)算機(jī)。 
3）計(jì)算機(jī)要遠(yuǎn)離水源、強(qiáng)電磁干攏。 
4）嚴(yán)禁隨意使用外來軟盤，防止感染病毒。 
5）嚴(yán)禁用硬物敲擊鍵盤，如螺絲刀。 
6）機(jī)房內(nèi)應(yīng)保持清潔，溫度應(yīng)符合主機(jī)說明書要求。 
7）操作人員需經(jīng)培訓(xùn)后方可上崗。 

2.4.5系統(tǒng)維護(hù) 
1）衡器安裝后，應(yīng)妥善保存說明書、合格證、安裝圖等資料，并經(jīng)當(dāng)?shù)?或國家認(rèn)可的*檢定合格后，方可投入使用。 
2）系統(tǒng)加電前，必須檢查電源的接地裝置是否可靠；下班停機(jī)后，必須切斷電源。 
3）衡器使用前應(yīng)檢查秤體是否靈活，各配套部件的性能是否良好。 
4）稱重顯示控制器須先開機(jī)預(yù)熱，一般為30分鐘左右。 
5）為保證系統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確，應(yīng)有防雷擊設(shè)施，衡器附近電焊作業(yè)時(shí)，嚴(yán)禁借秤臺(tái)作零線接地用，以防損壞電器元件。 
6）對(duì)于安裝在野外的地中衡，應(yīng)定期檢查基坑內(nèi)的排水裝置，避免堵塞。 
7）要保持接線盒內(nèi)干燥，一旦接線盒內(nèi)有濕空氣和水滴浸入，可用電吹風(fēng)吹干。 
8）為保證衡器正常計(jì)量，應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。 
9）吊裝計(jì)量重物時(shí)，不應(yīng)有沖擊現(xiàn)象；計(jì)量車載重物時(shí)，不應(yīng)超過系統(tǒng)的額定秤量。 
10）汽車衡軸載與傳感器容量、傳感器支點(diǎn)距離等因素有關(guān)。一般汽車衡禁止接近zui大秤量的鏟車之類的短軸距車輛過衡。 
11） 司磅操作人員和儀表維護(hù)人員均需熟讀說明書及有關(guān)技術(shù)文件才能上崗操作。

2.1電子汽車衡的基礎(chǔ)知識(shí)

2.1.1衡器的起源與概念

度量衡起源于（秦朝），過去習(xí)慣把可以在室外衡量各種物體的質(zhì)量或重量的器具或設(shè)備統(tǒng)稱為衡器。隨著計(jì)量技術(shù)發(fā)展，OIML（法制計(jì)量組織）1992年定義：利用作用于物體上的重力來確定該物體質(zhì)量的計(jì)量儀器稱之為衡量儀器。目前我國國標(biāo)GB/T14250-93對(duì)衡器的定義是：利用作用于物體上的重力等各種稱量原理，確定質(zhì)量或作為質(zhì)量函數(shù)的其他量程、數(shù)值、參數(shù)或特征的一種計(jì)量儀器。

2.1.2電子汽車衡的應(yīng)用、發(fā)展與展望

衡器的應(yīng)用：化工業(yè)、冶金業(yè)、紡織業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、對(duì)外貿(mào)易、交通道路、國防以及科學(xué)研究等。

電子汽車衡器發(fā)展了4個(gè)階段：

*階段：50~60年代為機(jī)械杠桿式衡器而設(shè)計(jì)打印機(jī)式衡器；

第二階段：70年代初—80年代中，傳感器，稱重顯示技術(shù)出現(xiàn)，而出現(xiàn)真正意義上的電子衡器；

第三階段：80年代中開始，3C技術(shù)的滲入（computer,control,comminication），出現(xiàn)智能化電子衡器，應(yīng)用于各種生產(chǎn)現(xiàn)場，參與數(shù)據(jù)處理，信息交換及現(xiàn)場控制；

第四階段：世紀(jì)交替之際，數(shù)字技術(shù)引入，數(shù)字傳感器出現(xiàn)，隨之出現(xiàn)數(shù)字化衡器，以其高精度，優(yōu)裕抗干擾性能，方便使用調(diào)整及快速故障判斷而開創(chuàng)另外一篇天地。

2.1.3電子汽車衡的系統(tǒng)組成（參照?qǐng)D2.1-1）

   圖2.1-1

電子汽車衡稱重系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置由五大部分構(gòu)成：秤臺(tái)、稱重傳感器、接線盒、顯示儀表、電纜線，根據(jù)不同客戶的需求可選購其它外接設(shè)備以達(dá)到整套稱重系統(tǒng)。