地磅检修时的一种判断方法
在检修大吨位地磅时,由于砝码数量不足, 万用表的显示分度值太大,很难断定有线性故障或传感 器信号系统轻微漏电的地磅的故障位置。当称重 仪表出现线性误差故障时,不加载满量程砝码是无法判 断的。JJG649-1990〈〈数字称重显示器(试行检定规程 规定:“在工作条件下,显示器的最大允差相应于配用衡 器最大允差的0.7倍,”也就是说,地磅的误差中 称重仪表占70%,由称重仪表引入的误差远大于传感器 误差,所以称重仪表的误差是不可忽视的。当称重传感 器、接线盒、电缆由于某种原因绝缘性能下降时,会直接 影响地磅的稳定性、线性,大大降低地磅 称量的准确度。因此,当地磅有故障时,最好使用 模拟电子秤检测分析仪进行故障判断与分析,它可以快 速地检测出称重仪表的线性、判断出传感器等的任何故 障位置,从而大大提高工作效率。下面通过实验作进一 步的分析:
一、称重仪表主要误差源分析
1.容易产生误差的电子元器件
mV放大器:集成运算放大器、输入电阻、滤波电 容、反馈电阻、反馈电容等。
A/D转换:A/D转换芯片、基准源、积分电容。
激励电压源。
输出输入接口。
2.误差源分析
以上电子元器件无论是参数改变还是变值损坏,都 会给称重仪表引入误差。有的器件参数改变会严重改变 线性,一般小于50%最大量程标定是发现不了的。例如 集成运算放大器,由于内部器件参数改变或外围器件参 数改变导致中点电压改变,进而导致集成运算放大器提 前进入饱和区或截止区,又引起量程变窄,上限量程出 现非线性状态。又如积分电容变质,且在不同的频率下 电容的容量值不同,且导致不同的量程线性不同。
3.实验
1台100t的地磅,故障现象为60t以下不超差, 大于60t开始超差,而且随载荷增加,误差递增。使用模 拟电子秤检测分析仪对称重仪表进行检测。
检测结果:60t以下不超差,80t时超差-200kg,100t时 超差-1200kg。对称重仪表进行检修,发现运算放大器中 点电压严重偏离,更换运算放大器芯片故障即可排除。
实验证明:由于运算放大器中点电压的偏离,会导 致运算放大器在大于60t时开始进入饱和区,放大倍数 呈非线性急剧下降,从而造成量程上限严重超差。用模 拟电子秤检测分析仪检测称重仪表,其测试曲线如图1 所示。
二、称重载体主要误差源分析
容易产生误差的电子元器件
输入接口。
总线电缆。
接线盒。
传感器。
秤台 。
限位器。
机械部件形变、卡靠引入的误差是可以看到的,而 接线盒、电缆的轻微漏电与传感器疲劳过度、应变片覆 胶等引入的误差很难判断。使用万用表测量只能测出电 缆的通断或传感器桥臂之间的阻抗,但是无法检测传感 器桥臂之间的轻微漏电。
故障现象
称重仪表显示值跳变不稳。
模拟电子秤检测分析仪检测结果
有1只传感器激励端与信号端轻微漏电。
4.检测分析
1台100t地磅,使用容量为30000kg的传感器
8只,激励电压:5V,称重仪表显示分度值:20kg,传感器
灵敏度:2mV/V。
检测分析结果如下:
传感器总输出=2mV/Vx5V=10mV
八分度值x传感器总输出X1000 刀度值的信号=传感器容量x传感器总数
20kgx 10mV x 1000 =30000kgx8 使用模拟电子秤检测分析仪检测出1只传感器有故 障。对这只有故障的传感器作进一步检测,发现有(0? 100)kg的漂移,即
漂移分度值=^^=5d 20kg
漂移的信号值=5X0,833^V =0.004165mV 1000
使用最小分度为0.1mV的3工数字万用表200mV挡检测,则
万用表的检测能力=0.1mVx1000 =i20d,即2400kg。
833 ^V
如果考虑万用表的量化误差,万用表的检测漂移能 力就应该大于3500kg。但是,经以上分析,100t地磅传感器轻微漏电,会导致输出瞬间漂移小于3500kg, 所以用万用表无法检测。
三、结束语
当地磅出现故障时,小于50%最大量程不 超差,大于50%最大量程严重超差,不使用专用仪器 很难判断是由称重仪表还是由传感器引入的误差。 大吨位地磅的线性超差是常见的,衡器检定 机构只使用少量砝码是检测不出来的,在使用中,称 重仪表的非线性给地磅带来的误差,经常误 判为地磅基础变形或底部托靠,导致大吨位 超差。在没有大吨位砝码的情况下,对称重仪表作线 性校准是首选。