地磅檢修時的一種判斷方法
在檢修大噸位地磅時,由于砝碼數量不足, 萬用表的顯示分度值太大,很難斷定有線性故障或傳感 器信號系統輕微漏電的地磅的故障位置。當稱重 儀表出現線性誤差故障時,不加載滿量程砝碼是無法判 斷的。JJG649-1990〈〈數字稱重顯示器(試行檢定規程 規定:“在工作條件下,顯示器的最大允差相應于配用衡 器最大允差的0.7倍,”也就是說,地磅的誤差中 稱重儀表占70%,由稱重儀表引入的誤差遠大于傳感器 誤差,所以稱重儀表的誤差是不可忽視的。當稱重傳感 器、接線盒、電纜由于某種原因絕緣性能下降時,會直接 影響地磅的穩定性、線性,大大降低地磅 稱量的準確度。因此,當地磅有故障時,最好使用 模擬電子秤檢測分析儀進行故障判斷與分析,它可以快 速地檢測出稱重儀表的線性、判斷出傳感器等的任何故 障位置,從而大大提高工作效率。下面通過實驗作進一 步的分析:
一、稱重儀表主要誤差源分析
1.容易產生誤差的電子元器件
mV放大器:集成運算放大器、輸入電阻、濾波電 容、反饋電阻、反饋電容等。
A/D轉換:A/D轉換芯片、基準源、積分電容。
激勵電壓源。
輸出輸入接口。
2.誤差源分析
以上電子元器件無論是參數改變還是變值損壞,都 會給稱重儀表引入誤差。有的器件參數改變會嚴重改變 線性,一般小于50%最大量程標定是發現不了的。例如 集成運算放大器,由于內部器件參數改變或外圍器件參 數改變導致中點電壓改變,進而導致集成運算放大器提 前進入飽和區或截止區,又引起量程變窄,上限量程出 現非線性狀態。又如積分電容變質,且在不同的頻率下 電容的容量值不同,且導致不同的量程線性不同。
3.實驗
1臺100t的地磅,故障現象為60t以下不超差, 大于60t開始超差,而且隨載荷增加,誤差遞增。使用模 擬電子秤檢測分析儀對稱重儀表進行檢測。
檢測結果:60t以下不超差,80t時超差-200kg,100t時 超差-1200kg。對稱重儀表進行檢修,發現運算放大器中 點電壓嚴重偏離,更換運算放大器芯片故障即可排除。
實驗證明:由于運算放大器中點電壓的偏離,會導 致運算放大器在大于60t時開始進入飽和區,放大倍數 呈非線性急劇下降,從而造成量程上限嚴重超差。用模 擬電子秤檢測分析儀檢測稱重儀表,其測試曲線如圖1 所示。
二、稱重載體主要誤差源分析
容易產生誤差的電子元器件
輸入接口。
總線電纜。
接線盒。
傳感器。
秤臺 。
限位器。
機械部件形變、卡靠引入的誤差是可以看到的,而 接線盒、電纜的輕微漏電與傳感器疲勞過度、應變片覆 膠等引入的誤差很難判斷。使用萬用表測量只能測出電 纜的通斷或傳感器橋臂之間的阻抗,但是無法檢測傳感 器橋臂之間的輕微漏電。
故障現象
稱重儀表顯示值跳變不穩。
模擬電子秤檢測分析儀檢測結果
有1只傳感器激勵端與信號端輕微漏電。
4.檢測分析
1臺100t地磅,使用容量為30000kg的傳感器
8只,激勵電壓:5V,稱重儀表顯示分度值:20kg,傳感器
靈敏度:2mV/V。
檢測分析結果如下:
傳感器總輸出=2mV/Vx5V=10mV
八分度值x傳感器總輸出X1000 刀度值的信號=傳感器容量x傳感器總數
20kgx 10mV x 1000 =30000kgx8 使用模擬電子秤檢測分析儀檢測出1只傳感器有故 障。對這只有故障的傳感器作進一步檢測,發現有(0? 100)kg的漂移,即
漂移分度值=^^=5d 20kg
漂移的信號值=5X0,833^V =0.004165mV 1000
使用最小分度為0.1mV的3工數字萬用表200mV擋檢測,則
萬用表的檢測能力=0.1mVx1000 =i20d,即2400kg。
833 ^V
如果考慮萬用表的量化誤差,萬用表的檢測漂移能 力就應該大于3500kg。但是,經以上分析,100t地磅傳感器輕微漏電,會導致輸出瞬間漂移小于3500kg, 所以用萬用表無法檢測。
三、結束語
當地磅出現故障時,小于50%最大量程不 超差,大于50%最大量程嚴重超差,不使用專用儀器 很難判斷是由稱重儀表還是由傳感器引入的誤差。 大噸位地磅的線性超差是常見的,衡器檢定 機構只使用少量砝碼是檢測不出來的,在使用中,稱 重儀表的非線性給地磅帶來的誤差,經常誤 判為地磅基礎變形或底部托靠,導致大噸位 超差。在沒有大噸位砝碼的情況下,對稱重儀表作線 性校準是首選。