數字化改造后的稱重設備其稱重傳感器具有故障診斷的功能 但目前缺少針對稱重傳感器零漂故障診斷的方法. 為此,文章提出了基于滑窗原理和零點采樣序列標準差的零漂故障檢測方法,首先對稱重傳感器的零點輸出信號采樣 ;然后利用滑窗取出其中的 n個連續值 求出這 n個值的標準差;最后用此標準差與正常輸出標準差的比值作為檢測依據,當比值大于設定閾值時,傳感器存在故障;否則不存在故障.測試表明該方法能有效檢測傳感器的零漂故障.

0.引言

傳統稱重設備采用的都是模擬稱重傳感器,稱臺下各個模擬傳感器并聯接入模擬接線盒 ,模擬接線盒對各個傳感器輸出的模擬信號進行疊加得到與被測車輛成比例的模擬電壓采用模擬稱重傳感器具有接線簡單、價格相對比較便宜等優點,但卻失去了故障診斷的功能.即當其中任意一路稱重傳感器發生故障時,整個稱重系統都將會產生非常大的誤差,并且很難判斷故障產生的位置,目前對稱重傳感器故障的檢測主要是通過加載砝碼對輸出電壓進行人工檢測來判斷是否發生故障 ,這種檢測方法效率低并且受檢測人員檢測水平的限制.

隨著物聯網技術的發展,精細化管理越來越受到重視. 傳統稱重設備的弊端也越來越明顯,對傳統稱重設備數字化改造的需求也越來越大 與此同時;對稱重傳感器的故障檢測也越來越受到重視文獻 ! 根據空載和加標準砝碼時傳感器的輸出信息,人工判斷稱重傳感器是否存在故障,這種方法自動化程度低,需要人工干預.分別把徑向基函數神經網絡和專家系統引入到地磅稱重傳感器的故障檢測上 但檢測的故障僅限于傳感器的短路、開路 、靈敏度及傳感器不歸零四類故障方面 當傳感器發生零漂故障時卻無法檢測 文獻 , 把小波變換和深度信念網絡引入到動態地磅故障診斷方面 ，但只能在稱重數據采樣過程中某一時刻或者某幾個時刻采集到的數據有問題的情況下才能檢測出來 。為此 ，本文提出了一種稱重傳感器零漂故障的檢測方法，根據正常傳感器零點輸出序列的標準差和產生零漂故障的傳感器零點輸出序列的標準差的不同來檢測稱重傳感器是否存在零漂故障 ，實驗表明：只要合理設定檢測閾值就可以準確檢測出稱重傳感器的零漂故障。

1.數字稱重設備工作簡介

稱重設備組成如圖 1所示 。當車輛通過稱重設備時稱重臺下面的各個稱重傳感器能根據車輛重量得到稱重數據 ，稱重數據經數字接線盒到達稱重控制器；同時， 軸識別器可以識別出通過稱重設備的車輛類型 。車輛分離器和車輛檢測器可以檢測出是否有車輛通過及車輛通過的時間"這些信息也上傳到稱重控制器( 稱重控制器根據接收到的信號計算出車輛重量和稱重傳感器是否存在零漂故障并上報計算機和數據中心.

2.稱重傳感器零漂故障檢測

2.1稱重傳感器零點漂移故障

由于溫度變化以及稱重傳感器在制造)安裝及使用過程中會殘存一部分應力等原因"稱重傳感器在沒有外力作用時也會有一個隨著時間推移而變化的輸出"即此時稱重傳感器存在零點漂移故障。( 通常零漂表現為稱重傳感器輸出無規律的變化"如果這部分漂移信號疊加到實際的稱重信號中就會對稱重精度產生重大影響(如果稱重傳感器 ;在 t0時刻發生零漂故障"則稱重傳感器i的零點輸出為

2.2故障特征提取

從圖2可以看出"稱重傳感器發生零點漂移時"其零點輸出信號將產生無規律且幅值較大的變化( 當稱重傳感器處于零點! 即稱重設備上沒有車輛通過# 時對稱重傳感器的輸出信號進行采樣"當稱重傳感器存在零漂時采樣數據的標準差會比稱重傳感器不存在零漂時采樣數據的標準差大"通過這個原理就可以對稱重傳感器進行故障檢測

3.實驗結果分析

為了檢驗該零漂故障檢測方法的可行性"本實驗隨機選取了某高速公路收費站某一稱重系統2#稱重傳感器發生零漂后的實測信號"稱重傳感器零點采樣值如圖 )4 所示.其中橫坐標為時間"每隔 1min采樣一次"當有車通過時,停止采樣'縱坐標為稱重傳感器的輸出

4.結論

為了有效對稱重傳感器的零漂故障進行檢測"本文研究了利用滑窗和標準差對傳感器進行零漂檢測的方法(首先對稱重傳感器的零點輸出進行采樣"然后利用滑窗原理對采樣數據求序列標準差"最后通過比較傳感器有零漂時的輸出序列標準差和正常時序列標準差來判斷稱重傳感器是否存在故障( 測試表明當稱重傳感器存在零漂故障時"該方法可以有效檢測出來.