稱重傳感器是電子衡器的主要電子部件，由稱重傳感器制作的電子衡器己廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)。本文主要以汽車衡為例，對稱重傳感器的現(xiàn)場使用、調(diào)試和故障排除分析和總結(jié)。

一、引言

稱重傳感器被稱為電子衡器中的心臟部件。科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，由稱重傳感器制作的電子衡器也已 廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對物料的快速、準(zhǔn)確的稱量。在這里以汽車衡為例談?wù)劮Q重傳感器的 現(xiàn)場使用和調(diào)試。

二、稱重系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理

1.系統(tǒng)構(gòu)成

汽車衡主要由稱重顯示儀表、稱重傳感器、秤體等三大部分構(gòu)成。其中，秤體起到了承受物體重 量的作用。秤臺和傳力機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將物體的重量準(zhǔn)確的傳遞給稱重傳感器。稱重傳感器(一次儀表)位于秤臺 和基礎(chǔ)之間，將被稱物體的重量按一定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的毫伏級電信號，通過接線盒信號電纜輸出 到稱重顯示儀表(二次儀表)。經(jīng)處理后儀表直接顯示被稱物體的重量數(shù)據(jù)。

2.工作原理

當(dāng)稱重物體或載重汽車停放在秤臺上，載荷通過秤體將重量傳遞給稱重傳感器，稱重傳感器將重量轉(zhuǎn) 換為相應(yīng)的mV級電信號。該信號經(jīng)前置放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換。由微處理器(單片機(jī))對信號處理后， 數(shù)字顯示部位直接顯示稱重值。

三、現(xiàn)場使用和調(diào)試

1.傳感器選擇

稱重傳感器在選用時要考慮到很多因素，實(shí)際的使用當(dāng)中我們主要從下列幾個因素考慮。另外，稱重 傳感器的靈敏度、最大分度數(shù)、最小檢定分度值等也是傳感器選用中必須考慮的指標(biāo)。

（1）使用環(huán)境

稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)換成可測量的電信號輸出裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所 處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對于正確選用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使 用壽命，乃至整個衡器的可靠性和安全性。一般情況下，髙溫環(huán)境對傳感器造成涂覆材料融化、焊點(diǎn)開化、 彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問題：粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響；在腐蝕性較髙的環(huán)境下會造成 傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路現(xiàn)象；電磁場對傳感器輸出會產(chǎn)生干擾。相應(yīng)的環(huán)境因素下我們必須選擇對 應(yīng)的傳感器才能滿足必要的稱重要求。

（2）傳感器的數(shù)量和量程

傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途、秤體需要支撐的點(diǎn)，支撐點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)秤體幾何重心和實(shí)際 重心重合的原則確定。一般來說秤體有幾個支撐點(diǎn)就選用幾只傳感器。

傳感器的量程選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏載及動載 因素綜合評價來決定。一般來講，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。 但是在實(shí)際的使用當(dāng)中，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器時，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。下面給出一個經(jīng)過大 量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)公式.

公式如下：

C=K0xKl xK2xK3(Wmax+W) / N

式中C—單個傳感器的額定量程 W—秤體自重 Wmax 一被稱物體凈重的最大值 N—秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量 K0-保險系數(shù)，一般取1.2?1.3之間 K1 —沖擊系數(shù) K2—秤體的重心偏移系數(shù) K3 一風(fēng)壓系數(shù)

(3)各種類型傳感器的使用范圍

傳感器形式的選擇主要取決于稱重的類型和安裝空間，保證安裝合適，稱重安全可靠；另一方面要考 慮廠家的建議。對于傳感器制造廠家來講，它一般規(guī)定了傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu) 形式、彈性體的材質(zhì)等。譬如鋁合金懸臂梁傳感器適合于電子計(jì)價秤、平臺秤、案秤等；鋼式懸臂梁傳感 器適用于電子皮帶秤、分選秤等；鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車衡等；柱式傳感器適用于汽車衡、 動態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。

2.標(biāo)定以及角差的調(diào)節(jié)

以汽車衡為例，角差調(diào)節(jié)是一個非常重要的步驟。N個承重點(diǎn)的秤，將最大稱量1/(N — 1)的砝 碼分別放置在1/N承重臺板的面積上進(jìn)行偏載檢定。對于承受偏載量較小的承載器(如料斗秤)，在每個 承重點(diǎn)上要施加約等于最大稱量的1 / 10。目前模擬式稱重傳感器是依靠接線盒的電位器來調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方 式分為兩種：供橋信號調(diào)節(jié)和輸出信號調(diào)節(jié)。從實(shí)際的使用角度來講使用供橋信號調(diào)節(jié)效果更好，它的優(yōu) 勢在于調(diào)節(jié)范圍大、易用萬用表測試調(diào)節(jié)結(jié)果。為了進(jìn)一步認(rèn)識這個問題，有必要了解造成偏載產(chǎn)生的原 因。偏載主要由下列因素造成：1)稱重顯示器本身具有很髙的靈敏度。2)稱重傳感器并聯(lián)電路輸出阻抗低， 抗干擾能力強(qiáng)。并聯(lián)電路對傳感器來講必須使輸出靈敏度公差要小；輸出阻抗平均偏差要小：輸出靈敏度 與阻抗之比要相等。3)秤體設(shè)計(jì)缺陷。4)土建基礎(chǔ)承載力不夠。5)秤體安裝不當(dāng)。

大型汽車衡角差的調(diào)節(jié)過程中一般不會使用大噸位砝碼(主要也是受現(xiàn)場實(shí)際情況的制約)。從整 個秤的精度來講配合使用鑒別力測試時用的小砝碼觀察儀表閃變也可以達(dá)到很好的偏載調(diào)節(jié)效果。比如在 檢定調(diào)節(jié)時的分度值為20kg,雖然稱重顯示儀上顯示值為一致，但是幾個角有可能存在最大達(dá)18kg的誤 差。另外需要注意的是，為了日后維護(hù)方便，必須明確接線盒中各個傳感器接線柱對應(yīng)的傳感器在那個部 位；只要調(diào)過角差，在使用時必須重新進(jìn)行稱量標(biāo)定。

3.傳感器的各類故陣檢測和排除

對于汽車衡來講，故障處理應(yīng)遵循這樣的步驟；觀察(故障觀察)一分析(故障原因)-檢測(為 故障判斷提供依據(jù)或?qū)ε袛嘟Y(jié)果加以驗(yàn)證)-修復(fù)(修理或更換)?檢定(系統(tǒng)調(diào)試后對其計(jì)量性能進(jìn) 行測試)。可根據(jù)實(shí)際情況選用下列方法判斷：直觀法、替代法、比較法、代碼診斷法。

就稱重傳感器自身的特點(diǎn)通過下列方法檢測、判斷和驗(yàn)證：1)阻抗判別法：逐個將傳感器的兩根輸出 線、輸入線拆掉，用萬用表測試輸出、輸入阻抗和信號電纜各芯線與屏蔽層間的絕緣電阻。如果測試結(jié)果 達(dá)不到合格證上的數(shù)值，即可判斷為故障傳感器：2)信號輸出判斷：如果阻抗法無法判斷傳感器的好壞， 可用此法做進(jìn)一步檢查。先給儀表通電，將傳感器的輸出線拆掉。在空秤下用萬用表測量其Mv輸出值。 假設(shè)額定激勵電壓為U(v),傳感器的靈敏度為M(Mv/V),傳感器的額定載荷F(kg),那么每個傳感器的輸 出為UxMxK+F(Mv)。如果那一只的輸出值超出該計(jì)算值過大(理想情況下不存在偏載時應(yīng)該相等)或不穩(wěn) 定，即可判斷傳感器有故障。

四、結(jié)語

總之，以稱重傳感器為核心的電子衡器在實(shí)際的使用過程中引發(fā)故障的原因很多，有時幾個故障可能 同時出現(xiàn)。除了上述提到的情況外，還有諸如供電電源、外部磁場干擾、使用電子產(chǎn)品作弊等原因造成。 因此，在現(xiàn)場的使用和調(diào)試過程中必須具有清晰的操作思路，認(rèn)真的分析，積極的總結(jié)和積累現(xiàn)場操作經(jīng) 驗(yàn)。如果這樣的話，可以大大減少現(xiàn)存的故障問題，可為現(xiàn)場調(diào)試節(jié)約人量的時間，為日后的維護(hù)提供方便。