QS-稱重傳感器在電子衡器中的應用

2.2電子衡器的四角平衡調整

2.2.1概述

在電子衡器的安裝調試中，按照JJG539-97數字指示秤檢定規程的要求，要對秤體上安裝稱重傳感器的四點（或以上）進行偏載試驗。因此對秤的四角平衡的調校是一項首要的任務。所謂四角平衡，是指秤的四角的位置上（實際上是安裝稱重傳感器的位置）放置1/3的額定載荷，調整秤體上的四只或四只以上稱重傳感器輸出信號，使儀表顯示數值相近或相等，即人們俗稱四角平衡。調整四角平衡的方法有兩種，一種是在稱重傳感器輸出端并接調整電阻法，另一種是在稱重傳感器輸入端串接調整電阻法。這兩種方法zui終目的都是要調整稱重傳感器輸出值的大小。

2.2.2電子衡器四角平衡的調試方法

圖2.2-1

在稱重傳感器輸出端并接調整電阻法具體調整電路如圖2.4-1所示：（以四只傳感器為例）

圖中的Rg是串聯在稱重傳感器輸出臂上的隔離電阻，該電阻值的設計原則是：要求大于橋臂電阻的10倍，橋臂電阻為350Ω，這里Rg的阻值為2×2.5KΩ=5KΩ，目的是減少各稱重傳感器并聯后的環流。

圖中的RT是輸出電壓調節電阻，調節阻值范圍是10 KΩ~210 KΩ，調節輸出電壓的原理是在輸出橋臂中產生一個分流，從而調節稱重傳感器的輸出電壓。

這種方法調整電壓范圍較小，當稱重傳感器總輸出為15mV，衡器的分度數n=5000時，zui大能調節±5個分度。當稱重傳感器靈敏度偏差較大時，對于調試經驗不足者，往往很不容易調到四角平衡。

后來，在調試實踐中掌握一些技巧。首先將RT2調到位置中間，秤臺要經過重車碾壓，機械系統穩定的條件下，用檢衡車壓角時，要記錄各角的zui大值和zui小值，而后相加取平均值。調整每個稱重傳感器的RT2，使其向平均值“靠攏”，這樣經過三個周期的壓角調試再重新標定，一般可以調到四角平衡。

初調者往往是將zui小值向zui大調整，或是將zui大值向zui小調整，這樣其中的某只稱重傳感器的RT2一旦調到靠近RT1的一端，再調其它的稱重傳感器的RT2就不大起作用了，這是調試失敗的主要原因。總之，采用并聯電阻調整法，機械臺面調整必須比較理想，使秤在空載時，各稱重傳感器受力均勻，各稱重傳感器的靈敏度誤差在0.1%以內，經過一番細心調整，是可以調到數字指示秤檢定規程中要求的技術指標。

2.2.3在稱重傳感器輸入端串接調整電阻法

 

圖2.2-2

具體的調整電路如圖2.4-2所示：（以四只傳感器為例）

這種調整稱重傳感器輸出電壓的原理是通過調節串接在輸入橋臂上的電阻與橋臂產生分壓。如圖2中的RT調整數值較大時，輸入橋臂分得的電壓較低，稱重傳感器輸出電壓就相應降低。當RT調節值較小時，RT上分壓值較少，而輸入橋臂上分得的電壓較高，從而使稱重傳感器輸出電壓相應升高。

這種方法電阻調節范圍約在15Ω左右，輸入橋臂電阻通常為390Ω，當調節電阻調到中間位置時，可分壓±1.6%，當衡器分度數為5000時，則可調整80個分度。

采用在稱重傳感器輸入端串接調整電阻法，調整輸出電壓變化范圍很寬，只要機械臺面穩定，即使各稱重傳感器靈敏度不一致或受力分配不甚均勻的情況下，仍能很方便的調到四角平衡。但如果各傳感器靈敏度的一致性都保持在0.1%F.S以內，則應選用輸出端并接電阻調整法是合理的。

特別說明：當選用輸入端串接調整電阻法時，其電位器須有較高的穩定性和低溫漂特性，且調節圈數應大于20圈，優選進口產品，如果各傳感器的靈敏度一致性在0.1%F.S以內，選用該種原理的接線盒調整，往往容易將因安裝原因產生的角差誤以為是輸出不一致產生的角差來調整，會出現偏載砝碼的量程下調準確了，但一旦加載大于或小于偏載砝碼的量值時，均會產生較大的誤差，導致調試失敗。

2.3傳感器與衡器的接地技術

傳感器傳輸電纜屏蔽網，一般都與二次儀表內屏蔽器件的接地線一起接到接地樁頭上。下述情況，傳感器外殼必須自行接地：

傳感器安裝設備上同時安裝有頻繁啟動的大功率電機，工作時的外殼電位的波動會通過分布電容耦合到傳感器橋路中去，使傳感器輸出信號線上產生噪聲，導致稱重數據跳動不穩。

動態物流介質彼此間的摩擦而產生靜電，積聚的結果會產生*的電位，通過傳感器放電時燒壞傳感器，故傳感器必須有單獨的接地系統。

圖2.2-1

如：潤滑油從6m高處瀉入容器會產生10mm長的火花放電，乙炔從鋼瓶口噴出，可積聚8KV的電壓；煤粉以2.5m/s速度在鋼管中流動會產生7.5KV的靜電電壓。                       雷擊引起的大電流回流入地時；設計如圖示的回流電纜。

圖2.2-2

注：銅絲或細銅帶編織總截面積 ＞ 16 mm² ；流散電阻 ＜  4Ω

2.4電子汽車衡的日常保養

2.4.1秤臺維護

1）秤臺四周間隙內不得卡有石子，煤塊等異物。 
2）經常檢查限位間隙是否合理，限位螺栓與秤體不應碰撞接觸。 
3）連接件每半年進行一次保養，支承頭部涂上黃油。 
4）禁止在秤臺上進行電弧焊作業，若必須在秤臺進行電弧焊作業。請注意下列幾點：（斷開信號電纜與稱重顯示控制器的連接；電弧焊的地線必須設置在被焊部位附近，并牢固接觸在秤體上；切不可以使用傳感器成為電弧焊回路的一部分）

2.4.2稱重顯示控制器保養

1）經常檢查各接線是否松動，折斷，接地線是否牢靠。 
2）稱重顯示控制器長期不用時（如一個月以上），應根據環境條件進行通電檢查，以免受潮或其它不良氣體侵蝕影響可靠性。 
3）稱重顯示控制器避免靠近熱源、振動源。 
4）使用環境中不應有易燃易爆氣體或粉塵。 
5）在稱重顯示控制器的同一相線上不得接感性負載，如門鈴等。 
6）稱重顯示控制器長期不用、更換保險絲、移動位置或清除灰塵等情況時，務必切斷電源。 
7）稱重顯示控制器如發生故障時應迅速斷電，然后通知專業部門及人員進行檢查整理，用戶不得隨意拆開機箱，更不得隨意更換內部零件。 
8）司磅人員和儀表維修人員均需通過專門培訓才能從事操作和維修。 

2.4.3更換傳感器 

1）打開傳感器（損壞的）上方蓋板，用千斤頂頂起秤臺，取下傳感器地線。 
2） 打開接線盒，將損壞的傳感器電纜線與接線盒解脫。在傳感器端抽出電纜線。注意：在抽線時，附上一根引線穿過秤體，以便在更換新傳感器時，便電纜線穿越秤體進入接線盒。 
3）參照上述第二項的方法，將傳感器電纜線穿越秤體進入接線盒。 
4）按照接線圖將電纜線各芯線固定在接線盒對應的接線柱上。 
5）松開千斤頂，放平秤臺，蓋上蓋板。 
6）更換傳感器后，須對汽車衡重新設定和校正。 
7）傳感器安裝完后，其多余電纜線應扎成捆放置，不得直接放置在基礎地面上。 
8）為保證傳感器的一致性和互換性，傳感器電纜線不得隨意截斷。 
9）安裝和拆卸過程中，不得出現劃傷、磕碰傳感器現象，并要保護好電纜線。

2.4.4計算機維護 
1）保證計算機接地系統良好。 
2）嚴禁頻繁開關、隨意搬動和拆卸計算機。 
3）計算機要遠離水源、強電磁干攏。 
4）嚴禁隨意使用外來軟盤，防止感染病毒。 
5）嚴禁用硬物敲擊鍵盤，如螺絲刀。 
6）機房內應保持清潔，溫度應符合主機說明書要求。 
7）操作人員需經培訓后方可上崗。 

2.4.5系統維護 
1）衡器安裝后，應妥善保存說明書、合格證、安裝圖等資料，并經當地*或國家認可的*檢定合格后，方可投入使用。 
2）系統加電前，必須檢查電源的接地裝置是否可靠；下班停機后，必須切斷電源。 
3）衡器使用前應檢查秤體是否靈活，各配套部件的性能是否良好。 
4）稱重顯示控制器須先開機預熱，一般為30分鐘左右。 
5）為保證系統計量準確，應有防雷擊設施，衡器附近電焊作業時，嚴禁借秤臺作零線接地用，以防損壞電器元件。 
6）對于安裝在野外的地中衡，應定期檢查基坑內的排水裝置，避免堵塞。 
7）要保持接線盒內干燥，一旦接線盒內有濕空氣和水滴浸入，可用電吹風吹干。 
8）為保證衡器正常計量，應定期對其進行校準。 
9）吊裝計量重物時，不應有沖擊現象；計量車載重物時，不應超過系統的額定秤量。 
10）汽車衡軸載與傳感器容量、傳感器支點距離等因素有關。一般汽車衡禁止接近zui大秤量的鏟車之類的短軸距車輛過衡。 
11） 司磅操作人員和儀表維護人員均需熟讀說明書及有關技術文件才能上崗操作。

2.1電子汽車衡的基礎知識

2.1.1衡器的起源與概念

度量衡起源于（秦朝），過去習慣把可以在室外衡量各種物體的質量或重量的器具或設備統稱為衡器。隨著計量技術發展，OIML（法制計量組織）1992年定義：利用作用于物體上的重力來確定該物體質量的計量儀器稱之為衡量儀器。目前我國國標GB/T14250-93對衡器的定義是：利用作用于物體上的重力等各種稱量原理，確定質量或作為質量函數的其他量程、數值、參數或特征的一種計量儀器。

2.1.2電子汽車衡的應用、發展與展望

衡器的應用：化工業、冶金業、紡織業、醫療衛生、對外貿易、交通道路、國防以及科學研究等。

電子汽車衡器發展了4個階段：

*階段：50~60年代為機械杠桿式衡器而設計打印機式衡器；

第二階段：70年代初—80年代中，傳感器，稱重顯示技術出現，而出現真正意義上的電子衡器；

第三階段：80年代中開始，3C技術的滲入（computer,control,comminication），出現智能化電子衡器，應用于各種生產現場，參與數據處理，信息交換及現場控制；

第四階段：世紀交替之際，數字技術引入，數字傳感器出現，隨之出現數字化衡器，以其高精度，優裕抗干擾性能，方便使用調整及快速故障判斷而開創另外一篇天地。

2.1.3電子汽車衡的系統組成（參照圖2.1-1）

   圖2.1-1

電子汽車衡稱重系統標準配置由五大部分構成：秤臺、稱重傳感器、接線盒、顯示儀表、電纜線，根據不同客戶的需求可選購其它外接設備以達到整套稱重系統。