巧用接線盒調整地磅角差
本文在對地磅接線盒工作原理和傳感器有關參數簡要介紹的基礎上,給出在實際工作中遇到的兩個實 例,并做了分析。
一、引言
在地磅的檢定中,按JJG539-97《數字指示秤檢定規程》的要求,要進行偏載測試,這是確保 檢定合格的一項重要工作,當各角顯示數值不一致,出現誤差時需要調整,通常情況下是調節接線盒內對 應的可調電位器,但其調節范圍是有限的,遇到特殊情況,還需靈活處理,才能及時解決問題,調試需要 耐心更需要技巧。本文在對接線食工作原理和傳感器有關參數簡要介紹的基礎上,給出在實際工作中遇到 的兩個實例。
二、工作原理及基本定義
地磅的工作原理是:在物體重力作用下,使稱重傳感器彈性體產生變形,粘貼于彈性體上的應變計橋路阻抗失去平衡,通過檢測電路把電阻應變片的電阻變化轉變為電壓變化,輸出與重量數值成比例的電信號,經稱重儀表的放大器、AD轉換器等將模擬信號轉換成數字信號,再經儀表的微處理器對重量信號進行處理后顯示數據。
偏載測試:是在安裝稱重傳感器的位置上放置1/(N-1)的額定載荷,調整秤上各稱重傳感器的輸出信號,使得儀表顯示的數值相等。
表征傳感器的主要參數有:靈敏度,輸入阻抗,輸出阻抗等。靈敏度定義為加額定載荷和無載荷時, 傳感器輸出信號的差值;靈敏度允差:定義為傳感器的實際額定輸出與對應的標稱額定輸出之差對該標稱 額定輸出的百分比;輸入阻抗:信號輸出端開路,傳感器未加負荷時,從電源激勵輸入端測得的阻抗值: 輸出阻抗:是指電源激勵輸入端短路,傳感器未加負荷時,從信號輸出端測得的阻抗。
稱重傳感器并聯的最突出優點是降低了輸出阻抗,提高抗電磁干擾的能力,缺陷是調壓范圍很小, 在并聯式多傳感器的模擬電子汽車衡中,對于秤體安裝的的水平度有著嚴格要求,目的是使各稱重傳感器 在承載主軸線上均勻受力,以免產生橫向分力及彎矩,給稱量帶來較大誤差。在水平滿足要求的前提下, 對于出現的微量誤差就可通過調節接線盒中對應的可調電位器,即調節傳感器的輸出信號,使儀表顯示的 數值一致。
而傳感器以并聯方式工作所要滿足的條件是:H…其中S,是指各傳感器的靈敏度,而每支傳感器的靈敏度也是有差異的,要滿足靈敏度允差這個指標;R1是指各傳感器的輸出阻抗,每 支傳感器的輸出阻抗同樣也有差異,也要滿足一個誤差范圍,但是要使每支傳感器都有相同的靈敏度和輸 出阻抗是很難的。所以接線盒的設計原理就是相當于設計一個無源電阻網絡,它為每一個接進來的傳感器準備了一個低溫度系數精密可調電阻,與傳感器的輸出端并聯,當調節盒內某個可調電阻時,相當于改變 了這只傳感器的輸出阻抗,從而滿足要求,這樣就使得稱重系統中所使用的每支傳感器的輸出阻抗在一個 小范圍內可以調整,既不影響傳感器的其他參數,又能與下一級電路匹配。
偏載誤差的調試方法:當可調電阻在中間位置時,記錄偏載測試時各角的最大值和最小值,取平均 值,調整各傳感器的可調電阻,使儀表顯示的數值為平均值。如果直接從最大值往最小值調或直接從最小 值往最大值調,很可能因調節范圍有限,當某只傳感器的可調電阻已調到極限還未達要求,再調其他稱重 傳感器的可調電阻,作用已不明顯。
三、實例分析
正常情況下,接線盒中的可調電位器處在中間位置,方便向下向上的微量調整,實際工作中也常遇 到一些特殊情況,在此試舉兩例如下:
例一、一臺30噸地磅使用不到一年,是東西方向安裝,用戶反映稱量不準,到達現場加載后, 發現東側明顯偏輕,經仔細觀察,發現東側有一只傳感器縱向限位與傳感器之間有雜物頂住,將雜物清理 干凈,重新調節限位,使縱向限位<3mm、橫向限位<2mm,把秤體周圍也進行淸理后,再次加載,誤差明 顯減小,當用6噸砝碼順序壓角時,發現四個角均有不同程度的誤差,正差負差都有,調節盒內對應的可 調電位器,很難兼顧,考慮到生產廠家在衡器出廠時選用的傳感器時經過嚴格匹配的,出現這種情況比較 反常,詢問衡器使用人員得知,該衡器最近因稱量不準,為圖方便,請人私下修理過,也打開接線盒調整 過,但效果不好。由此可以判斷,接線盒中的可調電位器已被調亂,于是拆下該接線板,把每個電位器的 阻值都調至一樣(50kΩ~100kΩ),根據所需調整量而定,調整量愈大,則阻值愈小),然后用數字萬用表 從每個傳感器的信號輸入端測得電阻值應相同,再把線路板重新接入各傳感器進行調試,使各角的顯示值 誤差不超過允許誤差,重新標定后,恢復正常。為防止接線盒被隨意打開進行調節,增加了造成衡器不準 確的人為因素,應采取封存措施。
例二、在對一臺20噸、分度值為10kg的地磅的檢定過程中,用4噸砝碼進行壓角,其中一 角的負差為20kg,其他三個角的誤差在允許范圍內,調節該角對應的電位器,但即使調到頭仍不能達到滿 意的結果,說明調節范圍不夠,考慮到接線板上的電位器起始阻值都調在中點,可以把電位器的電阻值統 一調低,增大調節范圍,于是拆下接線板,把每個電位器的阻值都調到一個適當的值(根據最大負差決定), 對上述情況可以定為20 kΩ,并用數字萬用表測量接線板每個傳感器的信號輸入端電阻值應相同,然后再 接上各個傳感器進行角差調整,使各角的顯示值一致,重新標定后,恢復正常。還有一種辦法就是把另外 三個角適當調低,把負差角調高,使四個角的顯示一致,重新標定,也能達到要求。以上兩種調節方法, 因為改變了量程的線性,所以需要重新標定。
四、結束語
做好衡器檢定工作,需要全面理解檢定規程,也需要充分掌握衡器各部分的工作原理和性能特點,在 遇到較為復雜的情況時,可以迅速解決問題,保證工作質量,提髙工作效率。