稱重傳感器是地磅的核心部件，稱重傳感器是一種知識密集型和技巧 密集型多學科綜合性的高技術產品。稱重傳感器作為地磅的關鍵部件，已深為人們所關 注。為減少或消除稱重傳感器的使用故障，制造廠家要下力研究應變片、應變膠、密封肢、 補償元件與彈性體對傳感器指標的影響，改善制造工藝，提高制造水平和制造質量，用戶要 改造現場環境，改進操作方法，注重維護檢修等都是十分重要的。

—、概述

我國衡器工業已由傳統的機械衡器步人集傳 感器、微電子、計算機技術于一體的電子衡器新 階段，電子衡器已普遍應用于各行各業。

地磅主要由稱重傳感器、稱重顯示儀表 和承載器等部分構成。稱重傳感器是電子衡器的 核心部件，是一種知識密集型和技巧密集型多學 科綜合性的高技術產品。目前，我國的電子衡器， 仍以電阻應變式測量原理為主，大量使用電阻應 變式稱重傳感器。

稱重傳感器是稱重信息技術的前沿環節，如 果沒有其對原始信息進行可靠的采集和轉換，則 可靠的測量是難以實現的。電阻應變式稱重傳感 器（以下簡稱“稱重傳感器”）是一種用金屬彈性 體作為力——電轉換功能的計量器具。稱重傳感 器作為地磅的關鍵部件，已深為人們所關注。 為減少或消除稱重傳感器的使用故障，制造廠家 要下力氣研究應變片、應變膠、密封膠、補償元 件與彈性體對傳感器指標的影響，改善制造工藝， 提高制造水平和制造質量，用戶要改造現場環境, 改進操作方法，注重維護檢修等，都是十分重要 的。以下是筆者在這方面的粗淺認識。

二、稱重傳感器的使用特性

稱重傳感器由于其工作機理上涉及的學科交 錯和元器件的交錯，也就造成其故障成因的交錯 和故障診斷的困難與復雜。
稱重傳感器的故障成因，大致可分為以下三 大類：

一是純機械構件引起的故障——由彈性體引 起的；

二是電橋網絡線路引起的故障——由電橋及 線路引起的；

三是麵雛引?W由粘貼工藝引起的。

但無論哪類故障，都會通過“不平衡輸出”

反映出來。稱重傳感器使用故障的形成，也是由 稱重傳感器的技術結構特性所決定的。

(一）稱重傳感器的技術結構特性

稱重傳感器是一種以金屬彈性體作為力轉換 為電應變的功能元件，它由彈性體、應變計和測 量電路組成。它通過粘貼在彈性體敏感表面的電 阻應變計，在外加電源的激勵下實現：力應變電阻變化電信號變化等轉換。

稱重傳感器是一種典型的“機電一體化”器 件。“機電”兩者在稱重傳感器內部的“結合點” 是應變片和金屬彈性體敏感表面的粘貼膠層。所 以，稱重傳感器技術是一門涉及力學、電學、化 學等多門學科的邊緣學科。

由于稱重傳感器是由機械力學、電學、化學 等多門學科技術結合的產品，各種技術工藝對稱 重傳感器的使用特性都會產生影響。

(二）稱重傳感器的現場使用特性

稱重傳感器的“零點漂移” —

對于不同準確度等級的稱重傳感器，其零點 溫度系數的技術指標相應是不同的。如我國稱重 傳感器制造現行執行的零點變化參數要求的規定 如表1所示。

表1

由上可見，環境溫度對不同等級的稱重傳感 器產生不同的影響。稱重傳感器在使用現場的環 境溫度狀況與生產制造時的補償作業、檢定作業 時的環境溫度狀況是相差甚遠的，稱重傳感器在 使用現場出現的“溫漂”，大多是由溫度梯度引起 的。因此，在使用中發現稱重傳感器出現過大的 溫漂時，首先應測試使用環境的溫度是否相對恒 定，應采取措施在其周圍創造一個局部相對恒定 的溫度環境。

超載、偏載、側向沖擊力和碰撞引起的零 點變化

在使用中，如果施力平面與支承基面不平行， 偏載情況就會惡劣。偏載或超載會使彈性體某一 局部區段產生較大的塑性變形，零點就會突然變 大，如果偏載引起的局部應力超出強度極限，則 會造成稱重傳感器的損壞。

側向沖擊力。在電子衡器的設計安裝時已考 慮了側向力的影響，各種承載機構、限位裝置就 是針對使用中的側向力而設計的。側向力引起零 點突變，往往是事故性的。

現場電磁場干擾引起的零點變化

如使用現場的空間電磁場突然沖擊或變化， 致使在橋路網絡上或信號傳輸線上激起相當量值 的感應電勢會引起稱重傳感器的輸出波動。

針對以上使用特性，使用單位應該從供電電 源、環境溫度、機械結構及機械操作等方面采取 措施，減少或消除對稱重傳感器的影響。

稱重傳感器在使用中的要求與故障診斷分析。

(一）稱重傳感器故障診斷方法

電子衡器的故障現象總是在系統的終端顯示 儀表表現出來，故障現象表現后，不要盲目地拆 卸稱重傳感器，應采用相應的方法找出故障點。

眾所周知，無論是工程上使用的復雜電子衡 器和測力系統，還是在實驗室使用的試驗裝置， 它們都是由一個或多個傳感器、機械裝置、系統 中間接線盒、傳輸電纜和檢測儀表組成的。現場 計控技術人員診斷傳感器故障時，首先應判斷故 障來自測量系統的哪個環節。

(1)可采用以下簡易方法進行檢査

檢查機械裝置的安裝狀態，發現和排除明 顯的機械故障；

用一臺同類型不同量程的高準確度、小傳 感器當作標準信號發生器來測量判別顯示器是否有故障；

打開中間接線盒，用一臺正常的儀表分別 檢測每只稱重傳感器的工作狀態，判斷某只稱重 傳感器是否有故障；

用電工三表或搖表檢查電纜是否受傷。

用以上方法縮小故障范圍，找出有故障的稱

重傳感器。對有故障的稱重傳感器應作進一步的 測試與分析，并及時了解故障發生時的運行情況。 這一點很重要，因為稱重傳感器引起故障，常常 與違規操作使用、機械裝置異常或使用環境的變 化等因素有關，如果不加分析盲目地更換新的稱 重傳感器，當類同情況再次發生時，會重蹈覆轍， 會接連損壞價格昂貴的稱重傳感器，給生產和經 濟帶來更大的損失。

(2)采用監測記錄、跟蹤比較、分析診斷的方 法，檢查稱重傳感器的“亞健康”狀態。掌握在 實際稱量工況條件下，傳感器從亞健康到故障的 時間間隙。對所有在線運行的稱重傳感器可進行 全面監控，有效了解稱重傳感器在特定工況下的 生命周期。

(二）稱重傳感器現場使用的安裝要求

稱重傳感器的接地

地電位接地。局部地區的地電位，事實上 是經常變動的，工業現場地電位的變化，主要來 源于電器設備的漏電，電力線路的開閉和電力設 備的負載變化及雷電的影響。

屏蔽與外殼接地。屏蔽接地粧的位置應選 擇地電位恒定為零的地區，樁位應盡量就近解決。

稱重傳感器有全封閉的金屬外殼，對粘貼在 彈性體上的應變計及測量電路具有防潮作用，使 內部器件不受電磁場干擾及防止熱幅射的防護作 用。為保證稱重傳感器本身有穩定的零電位，不 受設備電位波動的影響，除設備須安全接地外， 稱重傳感器外殼也應單獨接地。

設置稱重傳感器大電流回流電纜，以防止 雷擊時或承載器上進行電焊等操作時電流對稱重 傳感器的影響。

（2）機械安裝影響

對稱重傳感器的搬運，應輕拿輕放。沖擊、 碰撞、跌落都可能對稱重傳感器的計量性能造成

損害。

安裝稱重傳感器的底座，安裝面應平整清 潔，不應有油膜膠膜存在，應進行水平調整，尤 其是稱重傳感器多于3個以上的稱量系統，使用 中更應調整各個稱重傳感器的水平一致。

稱重傳感器的加載方向都是確定的，使用 時一定要在此方向上加載，盡量避免橫向力、附 加彎矩扭矩的產生；枰臺上禁止長期放置重物， 以防稱重傳感器產生“蠕變'

應經常檢查承載系統有無運動不順現象。 可用在秤臺上加、減約千分之一的額定負荷，觀 察顯示儀表是否有反映的方法來檢査可動部件是 否被“沾污”或受卡。

四、重視制造技術與工藝，提高產品質量, 是減少稱重傳感器使用故障的根本途徑。

制造技術與工藝，是稱重傳感器研制和批量 生產過程中最活躍、最積極的因素，是企業保證 產品質量、提高競爭能力和提高經濟效益的重要 手段。在稱重技術日趨先進發達，電子衡器市場 競爭日趨激烈的今天，稱重傳感器制造企業更應 重視制造技術與工藝所起的作用。

我國應變式稱重傳感器生產工藝的主要問題 是手工操作與控制成份大，人為的因素對產品質 量影響較大，生產效率低，不適合多品種、大批 量生產。

稱重傳感器的制造技術分為：

支持工藝技術：彈性體的鍛造、機械加工、 熱處理、表面處理等；

基礎工藝技術：應變計、應變膠、補償元 器件、防護密封材料等；

特殊工藝技術：殘余應力釋放、老化及穩 定處理等；

核心工藝技術：貼片、補償、密封、檢測

等。

通過制造技術與工藝的改進，重點解決稱重 傳感器自身的“零點漂移”問題，提高稱重傳感 器產品的穩定性。稱重傳感器零點輸出的大小, 是制作工藝質量、設計質量的反映，也是潛在故 障的一種最明顯的體現。

稱重傳感器零點偏大，給傳感器的可靠性構 成潛在危險；零點的變化，也會使傳感器的穩定 性失去保障，使用期間發現零點偏大，肯定是故

障所致。

稱重傳感器零點的長期穩定，是稱重傳感器 可靠性和穩定性中一項前提性的技術指標。

五、結束語

近年來，稱重傳感器技術取得了成功的應用 和迅猛的發展，它正使國內稱重領域經歷一場深 刻的變革，各種電子衡器已成為可信任的稱重設 備。稱重傳感器作為電子衡器的關鍵部件，已深 為人們所關注。由于稱重傳感器其工作機理上涉 及學科交錯和元器件交錯，也就造成其故障成因 的交錯和故障診斷的困難與復雜。為減少或消除 稱重傳感器的故障，除制造廠家應下力氣研究應

變片、應變膠、密封膠、補償元件與彈性體對稱 重傳感器指標的影響，改善制造工藝，提高制造 水平外，用戶應改造現場環境，改進操作方法， 注重維護檢修等都是十分重要的。減少稱重傳感 器的故障與損壞，是提高企業經濟效益的一項重 要工作。