一种量化监控大型地磅传感器故障的方法探讨

通过对大型地磅传感器的原理、构造的介绍、研究,引出大型地磅传感器故障产生的可能原因和部位,进而对可能产生的故障采取相应的监测、判断等量化防范措施,最后提出传感器监控仪的设计构想。

传感器是地磅的重要组成部分它把被称物体的茧量转换成电信 号经过处理后显示给用户计量数量，可以说传感器是地磅称重数据 的来源是衡器的心脏它的正常工作与否直接关系到地磅计呈数据 的准确性和可靠性。

由于传感器的外观构造密闭以及地磅的使用现场约束等因素的 制约我们不可能直接采用肉眼或常用工具等直观的方法预测故障 发现故障检测故障排除故障这就给地磅管理工作造成了很大盲目性。地磅传感器的使用过程和衰变程度无法预知，很容易造成传感器突然坏掉地磅计量性能丧失无法正常使用。特别是对于大 型因为计量任务的繁重和传感器安装位置的限制，再加上材 料报批审核采购等都需要一定的时间这样就给地磅的及时恢复 ，使用造成了时间上的紧迫要求势必要耽误一定量的计呈任务和工 作。

为了能够及时了解和掌握大型地磅传感器的健康状态做到设备 故障的提前预知健康状态的阶段掌握我们提出探讨一种能够呈化 监控大型地磅传感器健康状态的方法以及装置从而达到量化监控大 型地磅工作状态的目的。

1.地磅传感器的原理、构造

1.1原理

传感器就是把非电量力值转换成各种电参呈然后通过电参量 的测呈来确定力值的器件其工作原理示意图如下：

现在企业内部常用的传感器是电阻应变片式称重传感器，这种传 感器是由弹性体和一定数量的电阻应变片组成该电阻应变4都是用 应变胶粘贴在弹性体上的要求它和弹性体有步应变其工作原理 为.当外力作用于传感器士弹性体上的时候使该弹性体产生相对形 变根据虎克定律在弹性限度内该外力的关小与弹性体的应变成正 比:其形变使内部’电桥产生电信每输出这样使得输出的电信号与外力成正比可以用下式表示为.

其外形结构依据使用条件工作原理的不同而存在较大的差异 现代企业常用的电阻应变片式称重传感器的外形一般如下图所示。

2.地磅传感器故障分析及方法的提出

由地磅传感器的工作原理可知传感器的构造涉及到力学电学 化学等学科传感器故障可能的产生原因有：

(1〉由“弹性体引起

（2）由电桥及线路引起

 (3)因传感器粘贴工艺引起

得注意的是.故障不管是以上哪个原因引起的，其现象都要通 过电桥的不平衡输出显示出来抓住这个特点我们‘可以寻找一种 方法有针对性的采取一种方法把传感器输出“信号的变化情况量化。 分步骤、分阶段的了解和掌握传感器的病变过程做到对传感器亚健康状态的掌控从而就掌握了磅秤..心脏，，的健康状态最终达到呈化 监控地磅运行减少材料开支和计呈损失，为生产赢得时间的目的 。

经验表明：大型地磅传感器零点输出知大小是由其设计质量制 作工艺的质量条件的集中反映而这些因素就构成了新购传感器的 潜在故障的内因。同时，这也就解释了为什么有些新装的未开封的传感器计量效果不好，稳定性较差的原因。

其实依据传感器零点的特性我们可以把传感器空磅和空载时 作为一个特例，依据传感器空磅和空载时输出的信号变化摸索传感器的信号输出变化规律，设定一定的变化标准依次采用监测、跟踪 、分析的方法对地磅各个使用工况下、各个工作阶段的不同状态进行 监控，从而“达到了呈化监控地磅传感器健康状况的目的。这种思路特别是对于大型地磅传感器的管理和监控有很好的效果」

3.大型地磅传感器健康监测和判断步骤

3.1监测

(1）对传感器空载时的监测

在实际称重工况条件下将该地磅的每只传感器置于空载状态， 测量每只传感器在一定激励电压下的输出值，按位置编号并做好 位置对应记录和电压输出记录，此数据即为传感器空载时的“出值 同时可测呈传感器的输入阻抗输出阻抗及空载输出，并与传感 器出厂时厂家给定的值相比对观察刼据的变化这样可以衡量传感 器在安装前的健康状态是否良以及可以确定传感器使用中达到了 何种亚健康状态

(2）对传感器空磅时的监测

在实际工况条件下在地磅承载器均与传感器较好接触衡器各 个工作所需的部件均在正常使用状态下测量该秤每只传感在激励 电压下的输出值，按位置编号填入上述七录相应数据表格内此数据。 即为传感器空磅时的输出值

(3)在标准茧量条件下的监测

在实际称重工况条件下，在一定的标准重量（每次对应恒定的标 准重量}加载的作用力下测量每只传感器的输出值按照同样的方法， 把数据填入上述相应表4内也可每次用多个标准重量值，一一进行 测呈并做好对应记录此数据即为传感器标重时的输出值’具体记录 格式可参照图3所示。

3.2跟踪

根使用环境频次评价状态等具体信息确定合适的监测间 隙，从而实现对每只传感器的空磅输出空载输出’标重输出进行量化 监每具体方法为.

（1）利用生产时间间隙，对地磅的每只传感器的空载输出空磅输 出进行定期测呈如可能的话最好在一定的标准茧呈下对每只传感 器的标重输出电在作好记录’并与原来的做好比较。

（2）当传感器的空磅输出’空载输出标茧输出中任何一项变化较大时，应缩短踉踪时间间隔.如数据都比钕稳定则可适当延长时间间隔。

(3)在计量任务比较繁重时可采用同一载荷在秤的不同点或者 不同称量段进行自身比对，如果计量数据超过允许误差则再测量每 只传感器的空磅输出空载输出与原来记录作比较就#很容易得到 亚健康状态传感器的位置 。

（4）如发现了哪个传感器确实存在了亚健康状态的现象时我们 应缩小测呈时间间隔加大监测的力度作好记录做好比对#切注 意数据的变化趋势。

3.3分析

根据以上记录数据结合实际生产情况我们可以去除异常数据， 而后可以根据数据的具体变化情况采用一定的分析统计方法有针对性确定故障的类型故障的部位’或者预测将要发生“病变二的传 感器具体位置以及该#感器的实际工作状态从而很快找到故障传 感器排除故障。

根据以上方法的分析结果我们可以结合各自的生产实际状况 结合长时间的监测跟踪找到适合于自身地磅的变化规律，再经过实际检验就可以形成具有各自单位地磅管理特色的诊断指标。从而达到指导大型地磅计量工作服务生产节本增盈的效果。

4.传感器监控仪的设计构想

根据如上所述的监测跟踪方法我们可以借助于现代化的电子 信息网络等手段设计一'种可以达到监测跟踪的目的，同时又不占 用人员资源可以,自动报普平时加以适当管理就可自动实现监测跟 踪的效果'设想传感器监控仪连接图如下.

如果传感器监控仪能够设计成功的话必将对现用的大型地磅的 现场管理起到极大的推动作用降低地磅管理的人力资源投入提高设 备使用中的健康透明度提高地磅管理的前瞻性和主动性延长地磅运行时间，量化监控地磅运行状态大大降低地磅故障的排除成本