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数字传感器在地磅中的运用

时间:2018-01-12 12:32   点击数:

本文论述了数字式传感器与模拟式传感器相比的一些特点、优点,介绍了 数字式传感器的工作原理、安装调试以及角差调试的工作技巧以及与D2002E仪表配套使 用时的常见故障及解决方法以便我们在今后的工作中熟练掌握并正确使用。

数字传感器是在传统电阻应变式传感器基础 上,结合现代微电子技术、微型计算机技术的集 成而发展起来的一种新型的电子称重技术。由于 它具有传统电阻应变式传感器无法比拟的优点且 价格适中,受到广大客户的好评。合肥地区每年 新增的地磅90%使用的都是这种传感器。下 面我们分别介绍数字传感器的特点、工作 原理、安装调试与D2002E仪表配套使用时的常见 故障及解决方法。

一、数字传感器的特点

1.可靠性高,数字内核有保护电路。数字传 感器采用全密封不锈钢激光焊接技术,内充保护 气体保护内部电路可靠工作保护等级达到IP68 同时增加了各种保护电路和防雷击设计,对仪表 提供的电源先进行处理,稳压后再用于电桥的激 励,就消除了来自电源和雷击的浪涌干扰,使得 传感器输出稳定的信号,保证了传感器的正常工 作。

2.有故障报警提示。数字称重系统能高可靠 性工作仪表不但时刻监测着各个数字传感器的 工作状况,而且在发现某个传感器故障时,仪表 可以自动报警定位故障传感器要求更换。避免 在有故障的状态进行称重,不让客户造成不必要 的经济损失。

3.致性好,免标定。在生产现场进行标定 是一件很麻烦的事情,有些罐装系统很难加足够 的砝码进行标定,使用数字传感器就可以免标定。 这是因为数字传感器在生产过程中已用高精度标 准测力机对传感器输出进行了标定,其输出的数 字量与标准力值是一一对应的,仪表读取的数值 就是传感器实际测量到的重量值,中间没有任何 损耗,因此可以免标定,而模拟传感器做不到这 一点,必须到现场标定。

4.角差容易调整。由于仪表可以读取到四角 每个传感器的受力情况,因此只要在各角加一遍 砝码,仪表即可计算出各点的角差系数,可自动 进行秤的角差调整,免去了反复加载砝码的麻烦, 提高了效率。另数字传感器采用485通讯协议, 使得传感器与电缆线成为两个独立器件,更换传 感器或电缆更方便,不用穿电缆线。由于传输的 是数字信号,电缆线的长度可根据需要改变,不 会影响测量精度。数字传感器更换时只需将相关 参数输入新传感器,无需进行系统的重新标定。

5.具有高稳定性抗干扰能力强。由于采用 集成化的A/D转换电路,数字化信号传输和数字 滤波技术,传感器的信号传输距离大大的提高, 可达1200米,抗干扰能力明显增强数字传感器 内模拟信号的传输距离极短,同时传感器外壳本 身又是一个良好的屏蔽罩,仅这两点决定了其抗 干扰能力的优势,在很大程度上提高了传感器稳定性。

6.传输距离远,通信速度快,防作弊效果明 显。模拟式传感器的毫伏级信号太小,易受射频 干扰和电磁干扰。而且在传输中由于电缆电阻的影 响会有所损失所以信号传输距离较短。模拟式称 重作弊较容易很难控制。而数字传感器输出数字 信号,不但电平要高出模拟式百倍不易受到干 ,且是按照工业级的现场总线通信协议传输,通 讯信号强、高速且具通信纠错能力,保证了数据快 速可靠。由于协议的保密现场无法作弊。

二、数字传感器内部工作原理

001.jpg

数字内核工作流程:

1.传感器的信号从应变计出来后,直接到放 大器的前端。模拟段的信号专用导线长度只有很 短的8毫米左右,最大限度的保证导线不会引入 的误差和电磁信号干扰。

2.模拟信号经过超低噪音精密仪表放大器放 大后送至A/D转换器。A/D转换器采用目前世界 最高精度的24位转换器,内分辨率达1000万码。 保证模拟段的信号几乎没有任何损耗和引入任何 干扰,确保信号转换的无误差。

3.数字传感器的核心处理器CPUA/D转换 器输出的数据进行计算和处理。主要是对各种环 境参数变化引起的弱小误差进行计算和修正:

a.零点修正

b.线性修正

c.灵敏度温度修正

d.重力加速度修正

e.滞后补偿

f.蠕变补偿

g.零点跟踪

CPU把处理好的数据通过RS485接口输出。 RS485信号能实现工业级通讯,最远通讯距离可 1200米。可以在恶劣的电磁噪音背景环境下可 靠工作。

三、数字传感器的安装、调试、四角误差调整

1.安装:先将传感器和秤台安装在做好的水 平地基上,安装时确保传感器位置的准确,传感 器与秤台之间完全受力,分别将传感器导线并联 连接到接线盒上,每个传感器都有一个唯一的地 址编号。为了调试和维修的需要,要求记下每个 不同地址编号的传感器在秤台的安装位置以及每 个不同地址编号的传感器导线在接线盒的连接位 置,当仪表显示某个地址编号的传感器出现问题 的话,在维修的时候就能很快找出哪个是这个传 感器的导线,以方便检查。最后通过一根总线连 接到仪表9芯插座上。

2.调试:先将仪表通电检查”键查看 每个传感器的内码值,每个传感器的内码值即为 传感器受到秤台重量的一个大概值所以传感器 的内码值的总和也就是秤台的大概重量。理论上 是将秤台看作质量分布均匀装在秤台中间传感 器受力比两边的传感器所受的力要大,把这个比 例关系看作大约是21的关系。为了保证秤台 的受力均匀,我们要求安装在秤台边上的四个传 感器的四个内码值中的最大值和最小值相差要小 400,同样安装在秤台中间的传感器的内码值中 的最大值和最小值相差要小于400(有时在800 内也可以)但中间传感器的内码值应是四周四个 传感器内码值的两倍。检查中如发现某个传感器 的内码值异常的大或小,则说明秤台的传感器安 装不平必须通过加减垫片的方式把秤台调平, 直到满足以上条件,这点很重要。如果传感器安 装不平则会造成汽车衡的段差,就是通过仪表 的手动或自动四角误差调整也解决不了问题。

3.四角误差调整

a.手动四角误差调整。秤台水平调整好以后 要用尽可能接近满量程的汽车来回压秤台使秤 台各部位都稳固、压实。然后在秤台上加一定的 砝码进行初标定。完成后将砝码卸下,开始四角 调整。用最大称量/ n- 1(n为传感器的个数)的砝码 压角,检查四角误差一般情况下基本误差在1 个分度值内,如果要更小,可通过调整角差系数 K值的办法来达到。砝码压在某一个传感器的正 上方,如果仪表显示值比实际值大的话,将此点 所对应的传感器的角差系数向下调如果仪表显示值比实际值小的话,将此点所对应的传感器的 角差系数向上调。例如用10吨砝码压角,某角少  10公斤,则可按四角手动”键进入角差调 整,把某号传感器的角差系数K值调整为1.0010 (传感器的初始K值为1.0000)。估算公式如下:

角差系数K’ =(1- E- L)x K

其中加载砝码为L误差为E,原传感器角差 系数为K有时要通过多次调整才能达到目的。

b.自动四角误差调整。先关机插上标定头, 开机,按四角自动键输入密码111111,按输入 再输入传感器的个数输入,输入压角重量 ,确认第一角加载待稳定按输入再进行下一 角,直至n个角,最后按输入退出。这种调试角 差方法的效果不是太理想,有时还会有1个分度 值的段差,要想段差更小秤量更准确,建议用 手动四角误差调整的方法。

至此传感器的安装、调试工作全部结束,下 面等待计量检定机构按照JJG53997数字指示秤 检定规程的要求对汽车衡进行检定。

四、与D2002E仪表配套使用时的常见故障及解决方法

1.故障现象:仪表通电无显示及蜂鸣声。

可能原因:保险丝烧断,无220V交流电仪表变压器被高压击穿。

解决办法:更换保险丝,检查电源线及220V 交流电检查变压器有无烧坏痕迹,更换变压器。

2.故障现象:仪表通电有显示及蜂鸣声,但 不正常。

可能原因:由于交流220V电源电压不稳引 起,或是仪表CPU损坏。

解决办法:待交流220V电源稳定后,重新开 机仍不正常,可能CPU损坏,需更换。

3.故障现象:仪表显示有角差。

可能原因:由于秤体基础不牢,长期使用后 使传感器基座高度不一致。

解决办法:重新调整基座高度,再进行角差 系数的调整。

4.故障现象:仪表显示有漂移现象。

可能原因:由于数字传感器长期浸泡水中, 绝缘性能减弱。

解决方法:先将有水部位抽干,检查每只传 感器内码值,找出漂移传感器更换

5.故障现象:在安装、使用过程中,显示 Err01c

可能原因:01号数字传感器有故障或其线路 连接有问题。

解决方法:仔细检查传感器、接线盒、仪表 连接是否完好然后查找01号传感器,若无01 号传感器,表明传感器地址被更改,用仪表的修 改地址功能将传感器的地址编号改回原来的地址 编号。如果找到01号传感器,测量其红、黑连接 线间是否有912v的电压若有电压,则可判断 为传感器已损坏,需要更换传感器。若无电压, 测量仪表与接线盒连线的DB9插头上的红黑连线 是否有912伏电压若有电压,则为仪表与接线 盒的连线已断路,若无电压,则仪表内部供电已 损坏,需更换仪表。

6.故障现象:大屏幕显示从开机一直不显示 正常称重数据。

可能原因:仪表接口与大屏幕接口的连线方 式未统一。

解决方法:查找本仪表说明书及大屏幕说明 中有关连接接口的部分内容正确连接接口。

7.故障现象:仪表开机后自检,然后显示 “……”死机。

可能原因:接线盒中的绿白数据线接反。

解决方法:先断开电源,打开接线盒,检查 传感器的连接是否正确,是否短路,若有重新连 接即可。

8.故障现象:在仪表和计算机连接后,运行 称重软件无称重数字显示。

可能原因:仪表和计算机相连接的数据线联 线方式不正确或波特率的设置不统一。

解决方法:查找本仪表说明书有关仪表与计 算机连接接口的内容正确连接接口然后检查 仪表和电脑软件波特率的设置。

9.故障现象:在仪表和计算机连接后,运行 称重软件显示乱码。

可能原因:仪表和称重软件的波特率设置未 统一。

解决方法:分别查看仪表和计算机称重软件 中设置的波特率,将其设置统一。

10.故障现象:车下秤台后,仪表上仍显示 一个比较大的稳定数据

可能原因:秤台的限位被卡死。

解决方法:检查秤体四周的限位将其调整 至合理位置(缝隙约5mm)

11.故障现象:开机显示一个“Err错误信 息,而仪表在修改地址状态下检查每一个传感器, 都能正常工作而从1号开始在逐步增加所连接 传感器个数,接到一定数量还未全部接上时,仪 表出现“Err”错误信息。

可能原因:仪表带负载的功率不够。

解决方法:更换仪表。

12.故障现象:开机后仪表一直显示比较大 的数据而且大范围闪变。

可能原因:电压不稳或外界干扰。

解决方法:增加稳压电源电源要求接地。 金属外壳的仪表要接地,传感器、秤体要接地。

13.故障现象:仪表显示FFFF

可能原因:称重超载。

解决方法:卸掉超载货物重新过磅。

14.错误信息提示:

(1) EnD1仪表与01号传感器通讯不上,该传 感器有故障或连接有问题。

(2)EnD2仪表与02号传感器通讯不上,该传 感器有故障或连接有问题。

(3) EnD3仪表与03号传感器通讯不上,该传 感器有故障或连接有问题

(4) Er04仪表与04号传感器通讯不上,该传感器有故障或连接有问题。

(5)ErD5仪表与05号传感器通讯不上,该传 感器有故障或连接有问题。

(6) ErD6仪表与06号传感器通讯不上,该传 感器有故障或连接有问题。

(7) ErD7仪表与07号传感器通讯不上,该传 感器有故障或连接有问题。

(8 )ErD8仪表与08号传感器通讯不上,该传 感器有故障或连接有问题。

(9) ErD9仪表与09号传感器通讯不上,该传 感器有故障或连接有问题。

(10 )Err10仪表与10号传感器通讯不上,该传 感器有故障或连接有问题。

(11 )Err42当前数据超出了设置的置零范围。

(12) Er43存皮重时,车号不能为空。

(13 )Er44该车号没有预先存储皮重。

(14) Err45不能存储,数据不稳或毛重、净重 小于零。