浅谈地磅故障排除及案例分析
引言
随着电子技术的发展,地磅在国民经济的各个领域得到了广泛的应用,在称重计量工作中起着至关重要的作用。其数据准确率高,结果简单,操作方便。因此,电子衡器正逐步淘汰机械秤,成为现代企业称重的主力。
电子衡器在频繁的使用中,也会发生这样那样的故障。笔者以多年来从事电子衡器检定调修工作的经验,结合案例分析,简要介绍电子衡器故障排除方法。
1 结构组成和称重原理(以电子平台秤为例)
结构组成:电子平台秤由秤台、称重传感器、接线盒、屏蔽信号电缆和称重显示仪表组成。根据客户的不同需要可选购其他外接设备以组成各种配置,包括:计算机、打印机、大屏幕显示器、稳压电源及多功能电源插座等。详见图 1。
工作原理:被称量的物体置于秤台上,受重力作用下,重力通过秤台传递到称重传感器上,使称重传感器弹性体发生变形,粘贴在传感器弹性体变形梁上的电阻应变片引起变形,造成应变计桥路失去平衡,使传感器输出与重量数值成比例的电信号,经过接线盒、信号线传输到称重仪表,经线性放大、A/D 转换为数字信号,由仪表的微处理器(CPU)对重量信号进行处理后直接显示重量数据。详见图 2。
2 电子衡器故障概述
电子衡器是由很多部件组成的,其中的每一个部件、每一根接线或者外部环境的变化都可能引起故障,如出现仪表不显示、显示值不稳定、误差很大等等。但归根到底,不外乎机械方面、电子线路方面和外部因素这三大部分机械方面的故障又包括秤体变形、限位装置异常、异物顶住秤体、基础不水平等等;电子线路方面故障包括称重显示仪表、称重传感器、接线盒、信号电缆及接头等不部分发生的故障;外部因素主要是电源稳定度、振动、风力、雷电等对电子衡器造成的影响。
要排除故障,应遵循这样的过程来进行;观察故障现象——分析产生故障的原因——检查故障部位——更换部件、进行修理。首先是要找到发生故障的原因、故障位置,才能对症下药,进一步进行测试检查,修复电子衡器。
3 故障判断与维修
3.1 查找故障位置
电子衡器出现故障,应先查找出故障大致位置,然后在按先外后内、先简后繁、先易后难的原则检查可能出现故障的部件。
要查找出故障发生在哪个部位,最简单迅速的方法就是使用传感器模拟器。使用方法如下:将称重显示仪表背后的信号线插头拔下,将模拟器插头插入,接通仪表电源,观察仪表是否正常工作。如果工作正常,则表明称重显示仪表没有问题,故障在秤体或接线盒、信号线;如果工作部正常,则表明故障处在称重显示仪表或前端的供电电源部分。
这种方法只是定性判断不能进行定量分析。在电子衡器出现故障,仪表已不能正常显示时候(如仪表不显示重量值、显示不稳),用来判断故障位置非常有效。但有时仪表还能正常显示,而电子衡器称重误差大或偏载误差大以及重复性很差,称重结果已偏离实际值很大的情况,就不能简单的进行判断,这时可用传感器模拟器进行模拟检定并观察重复性,或借助标准砝码和万用表进行判断。这种情况称重显示仪表发生故障的可能性很小,可直接对秤体方面各部件进行检查,重点检查传感器、限位装置等部位。
3.2 故障分析和处理
以下笔者结合工作中处理的故障案例进行了一些故障分析,以供参考。
3.2.1 外部因素造成的故障
本着先外后内的原则,电子衡器发生故障后应当首先排除外部因素的影响。外部环境的变化会对电子衡器的称重造成直接的影响。供电电源的变化、振动、风力、雷电都会造成电子衡器工作部稳定。其中风力、雷电是不可抗力,我们是没有办法避免的,所以应尽量避免在大风、雷雨天气开机,同时应做好电子衡器的避雷措施及接地保护。对于振动可采取加减震措施如缓冲装置、隔离沟等方法来减小其影响。供电电源不纯净可以采用为电子衡器单独接线或加装参数稳压器的方法。
案例一
故障现象:某厂一台 3 吨的电子平台秤,通电时仪表经常显示不稳定,数字无规律跳动且变化范围很大,已无法正常使用。偶尔又能正常工作。
故障分析:仪表显示时而正常时而变化,首先怀疑供电电源与外界干扰,用万用表观测供电电源电压,有突然波动的现象。经过现场仔细观察,发现电子平台秤附近有一台机床,当机床工作时仪表显示就不稳定,机床停止工作后电子平台秤就恢复正常。经检查电子平台秤的供电电路与机床接在统一条线路上,当机床工作时对电路有很大的干扰。
故障处理:将电子平台秤的电源与机床分开,为电子平台秤单独拉一条电源。故障排除。
3.2.2 秤体方面机械故障 | 故障现象:一台 30t 电子汽车衡其示值时正时负,称重 | |||||
秤体方面的机械故障主要有秤体受力变形、秤体被异物 | 误差较大。 | |||||
顶住、限位装置故障以及称重传感器支撑头故障等。电子衡 | 故障分析:a、机械结构出现故障;b、传感器损坏。 | |||||
器在长期的使用中频繁的下上物料,不断的有物料散落,机 | 故障处理:用一辆 3t 铲车压四角,发现其中一角误差特 | |||||
械部件长期受力、磨损,很容易造成机械部件的损坏,因此 | 别大。估计传感器发生故障。脱开接线盒内各传感器引线, | |||||
机械故障时电子衡器最常见的故障。 | 用万用表测其输入输出电阻差值不太大。重点测量差值较大 | |||||
这些故障比较好查找,因为机械部件的损坏一般可以用 | 的那一个角的传感器,发现输入电阻变化较大(正常值为 382 | |||||
眼镜直接观察到,或者通过秤体晃动是否灵活判断。 | Ω±4Ω),更换该只传感器,故障即排除。 | |||||
案例二 | 3.2.4 信号传输故障 | |||||
故障现象:小负荷正常,大负荷变小。 | 电子衡器的显示仪表和秤体之间通过一根 7 芯屏蔽电缆 | |||||
故障分析:a.秤底部有异物,当秤体受重荷时,秤体底 | 来连接,该电缆既用来给称重传感器供电又用来传输传感 | |||||
部与异物相碰,受到顶力,使重量变小;b.传感器与其支承 | 器、接线盒的输出信号到仪表。因此,一旦电缆出现故障, | |||||
方铁的卸荷螺栓间隙过小,造成重载时螺栓顶住传感器;c、 | 将直接造成电子衡器工作不正常。该屏蔽电缆一般为穿管铺 | |||||
传感器与限位装置相碰。 | 设于地下,最容易出现故障的是两端的接头盒进出穿线管的 | |||||
故障处理:a、查看秤底部有无异物顶住秤体。如果有, | 部位。检查时,要认真检查接线盒电路板上和信号线插头中 | |||||
清除掉;b、用塞尺测传感器与卸荷螺栓之间的间隙。如果 | 各芯线连接是否牢固、有无断股、有无短路,还有在电缆易 | |||||
不能顺利通过,重新调整卸荷螺栓,使其与传感器有一定的 | 磨损的地方有没有损坏。 | |||||
间隙;c、检查传感器与限位装置有无相碰现象,应使传感 | 案例四 | |||||
器与其周围限位装置有一定的空隙。 | 故障现象:有一台电子汽车衡,显示数值有时增加几十 | |||||
3.2.3 称重传感器故障 | 个 d,有时负几十个 d,很不规则。 | |||||
称重传感器是电子衡器中的最关键部件,它起到把重力 | 故障分析:a、传感器受损;b、仪表与秤体之间的电缆 | |||||
传变成电信号的作用,如果称重传感器出现故障将造成转换 | 受损。 | |||||
中的错误,直接影响到电子衡器的正常工作。 | 故障处理:考虑到随机干扰,检查秤体、仪表接线盒各 | |||||
称重传感器出现故障可能会造成电子衡器误差大、无法 | 接地线、传感器屏蔽线都正常。单独用模拟器测量仪表,显 | |||||
归零、偏载误差大、重复性差等现象。查找称重传感器故障 | 示稳定。分别测试各传感器都正常,最后检查接线盒到仪表 | |||||
可以通过以下方法: | 之间的电缆线,发现电缆线表面塑胶皮被老鼠咬去,激励线 | |||||
1)在接线盒内用万用表检查正激励(+EX)和负激励(-EX) | 和信号线都裸露,并有一巢小鼠在管道中。清除鼠巢,更换 | |||||
间电阻值(在接线盒内通向仪表的信号线柱上测),其阻值 | 电缆。仪表显示正常。 | |||||
大约为 400Ω/传感器数。用万用表测量总输出端的正输出 | 3.2.5 称重显示仪表故障 | |||||
(+Si)和负输出(-Si)之间电阻,其阻值大约为 2500Ω/ | 称重显示仪表一般由模拟电路和数字电路两部分组成。 | |||||
截面数(注),如果发现阻值不对,按下一步查找。 | 从结构上看主要有电源部分、主电路板、显示器、键盘灯部 | |||||
注:截面是垂直秤台纵向方向,每一对传感器的面。即 | 件。称重显示仪表的故障率很低,使用中很少发生故障,而 | |||||
一个截面一般有一对传感器,如 30t 汽车衡有 4 个传感器, | 且电路较复杂,检查较困难。对于电源部分可通过测量输出 | |||||
分在两个截面上,截面数为 2。 | 电压来诊断,对于主电路板最快捷简便、最易于操作的方法 | |||||
2)逐次断开传感器,用上述(1)的方法,测量正负激 | 是“代换法”,即使用完好的主电路板直接代换原电路板, | |||||
励端或正负输出端间阻抗值,查出损坏了的传感器。如果这 | 这样可快速判断出是否主电路板发生故障。 | |||||
步检查没有问题,则按下步继续查找。 | 总之,电子衡器发生故障的原因是多种多样,在检修电 | |||||
3)将砝码依次放在秤台各个截面上,如果发现那个截面 | 子衡器时,要针对故障现象认真分析、判断,查找故障部位, | |||||
的示值不正确,则再将砝码放在这个截面的传感器角上(压 | 耐心的检查测试。才能少走弯路,尽快排除故障。 | |||||
角),查出坏传感器,在更换传感器。 | ||||||
4)或者脱开某传感器的+Si、-Si 端在不通电情况下测 | ||||||
电阻值,应在 350Ω左右,在通电情况下,测两端的直流电 | ||||||
压,设传感器容量为 K,它实际收到的力为 F,如果使用 8142 | ||||||
仪表,则电压值应为:12.5X2F/K(mV)。 | ||||||
案例三 |