地磅檢修時(shí)的一種判斷方法
在檢修大噸位地磅時(shí),由于砝碼數(shù)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(hào)系統(tǒng)輕微漏電的地磅的故障位置。當(dāng)稱重 儀表出現(xiàn)線性誤差故障時(shí),不加載滿量程砝碼是無法判 斷的。JJG649-1990〈〈數(shù)字稱重顯示器(試行檢定規(guī)程 規(guī)定:“在工作條件下,顯示器的最大允差相應(yīng)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(yuǎn)大于傳感器 誤差,所以稱重儀表的誤差是不可忽視的。當(dāng)稱重傳感 器、接線盒、電纜由于某種原因絕緣性能下降時(shí),會(huì)直接 影響地磅的穩(wěn)定性、線性,大大降低地磅 稱量的準(zhǔn)確度。因此,當(dāng)地磅有故障時(shí),最好使用 模擬電子秤檢測(cè)分析儀進(jìn)行故障判斷與分析,它可以快 速地檢測(cè)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(shí)驗(yàn)作進(jìn)一 步的分析:
一、稱重儀表主要誤差源分析
1.容易產(chǎn)生誤差的電子元器件
mV放大器:集成運(yùn)算放大器、輸入電阻、濾波電 容、反饋電阻、反饋電容等。
A/D轉(zhuǎn)換:A/D轉(zhuǎn)換芯片、基準(zhǔn)源、積分電容。
激勵(lì)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(shù)改變還是變值損壞,都 會(huì)給稱重儀表引入誤差。有的器件參數(shù)改變會(huì)嚴(yán)重改變 線性,一般小于50%最大量程標(biāo)定是發(fā)現(xiàn)不了的。例如 集成運(yùn)算放大器,由于內(nèi)部器件參數(shù)改變或外圍器件參 數(shù)改變導(dǎo)致中點(diǎn)電壓改變,進(jìn)而導(dǎo)致集成運(yùn)算放大器提 前進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū),又引起量程變窄,上限量程出 現(xiàn)非線性狀態(tài)。又如積分電容變質(zhì),且在不同的頻率下 電容的容量值不同,且導(dǎo)致不同的量程線性不同。
3.實(shí)驗(yàn)
1臺(tái)100t的地磅,故障現(xiàn)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(cè)分析儀對(duì)稱重儀表進(jìn)行檢測(cè)。
檢測(cè)結(jié)果:60t以下不超差,80t時(shí)超差-200kg,100t時(shí) 超差-1200kg。對(duì)稱重儀表進(jìn)行檢修,發(fā)現(xiàn)運(yùn)算放大器中 點(diǎn)電壓嚴(yán)重偏離,更換運(yùn)算放大器芯片故障即可排除。
實(shí)驗(yàn)證明:由于運(yùn)算放大器中點(diǎn)電壓的偏離,會(huì)導(dǎo) 致運(yùn)算放大器在大于60t時(shí)開始進(jìn)入飽和區(qū),放大倍數(shù) 呈非線性急劇下降,從而造成量程上限嚴(yán)重超差。用模 擬電子秤檢測(cè)分析儀檢測(cè)稱重儀表,其測(cè)試曲線如圖1 所示。
二、稱重載體主要誤差源分析
容易產(chǎn)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(tái) 。
限位器。
機(jī)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(yīng)變片覆 膠等引入的誤差很難判斷。使用萬用表測(cè)量只能測(cè)出電 纜的通斷或傳感器橋臂之間的阻抗,但是無法檢測(cè)傳感 器橋臂之間的輕微漏電。
故障現(xiàn)象
稱重儀表顯示值跳變不穩(wěn)。
模擬電子秤檢測(cè)分析儀檢測(cè)結(jié)果
有1只傳感器激勵(lì)端與信號(hào)端輕微漏電。
4.檢測(cè)分析
1臺(tái)100t地磅,使用容量為30000kg的傳感器
8只,激勵(lì)電壓:5V,稱重儀表顯示分度值:20kg,傳感器
靈敏度:2mV/V。
檢測(cè)分析結(jié)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(hào)=傳感器容量x傳感器總數(shù)
20kgx 10mV x 1000 =30000kgx8 使用模擬電子秤檢測(cè)分析儀檢測(cè)出1只傳感器有故 障。對(duì)這只有故障的傳感器作進(jìn)一步檢測(cè),發(fā)現(xiàn)有(0? 100)kg的漂移,即
漂移分度值=^^=5d 20kg
漂移的信號(hào)值=5X0,833^V =0.004165mV 1000
使用最小分度為0.1mV的3工數(shù)字萬用表200mV擋檢測(cè),則
萬用表的檢測(cè)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(cè)漂移能 力就應(yīng)該大于3500kg。但是,經(jīng)以上分析,100t地磅傳感器輕微漏電,會(huì)導(dǎo)致輸出瞬間漂移小于3500kg, 所以用萬用表無法檢測(cè)。
三、結(jié)束語
當(dāng)地磅出現(xiàn)故障時(shí),小于50%最大量程不 超差,大于50%最大量程嚴(yán)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(jī)構(gòu)只使用少量砝碼是檢測(cè)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(jīng)常誤 判為地磅基礎(chǔ)變形或底部托靠,導(dǎo)致大噸位 超差。在沒有大噸位砝碼的情況下,對(duì)稱重儀表作線 性校準(zhǔn)是首選。