稱重傳感器是地磅的核心部件，稱重傳感器是一種知識密集型和技巧 密集型多學(xué)科綜合性的高技術(shù)產(chǎn)品。稱重傳感器作為地磅的關(guān)鍵部件，已深為人們所關(guān) 注。為減少或消除稱重傳感器的使用故障，制造廠家要下力研究應(yīng)變片、應(yīng)變膠、密封肢、 補償元件與彈性體對傳感器指標的影響，改善制造工藝，提高制造水平和制造質(zhì)量，用戶要 改造現(xiàn)場環(huán)境，改進操作方法，注重維護檢修等都是十分重要的。

—、概述

我國衡器工業(yè)已由傳統(tǒng)的機械衡器步人集傳 感器、微電子、計算機技術(shù)于一體的電子衡器新 階段，電子衡器已普遍應(yīng)用于各行各業(yè)。

地磅主要由稱重傳感器、稱重顯示儀表 和承載器等部分構(gòu)成。稱重傳感器是電子衡器的 核心部件，是一種知識密集型和技巧密集型多學(xué) 科綜合性的高技術(shù)產(chǎn)品。目前，我國的電子衡器， 仍以電阻應(yīng)變式測量原理為主，大量使用電阻應(yīng) 變式稱重傳感器。

稱重傳感器是稱重信息技術(shù)的前沿環(huán)節(jié)，如 果沒有其對原始信息進行可靠的采集和轉(zhuǎn)換，則 可靠的測量是難以實現(xiàn)的。電阻應(yīng)變式稱重傳感 器（以下簡稱“稱重傳感器”）是一種用金屬彈性 體作為力——電轉(zhuǎn)換功能的計量器具。稱重傳感 器作為地磅的關(guān)鍵部件，已深為人們所關(guān)注。 為減少或消除稱重傳感器的使用故障，制造廠家 要下力氣研究應(yīng)變片、應(yīng)變膠、密封膠、補償元 件與彈性體對傳感器指標的影響，改善制造工藝， 提高制造水平和制造質(zhì)量，用戶要改造現(xiàn)場環(huán)境, 改進操作方法，注重維護檢修等，都是十分重要 的。以下是筆者在這方面的粗淺認識。

二、稱重傳感器的使用特性

稱重傳感器由于其工作機理上涉及的學(xué)科交 錯和元器件的交錯，也就造成其故障成因的交錯 和故障診斷的困難與復(fù)雜。
稱重傳感器的故障成因，大致可分為以下三 大類：

一是純機械構(gòu)件引起的故障——由彈性體引 起的；

二是電橋網(wǎng)絡(luò)線路引起的故障——由電橋及 線路引起的；

三是麵雛引?W由粘貼工藝引起的。

但無論哪類故障，都會通過“不平衡輸出”

反映出來。稱重傳感器使用故障的形成，也是由 稱重傳感器的技術(shù)結(jié)構(gòu)特性所決定的。

(一）稱重傳感器的技術(shù)結(jié)構(gòu)特性

稱重傳感器是一種以金屬彈性體作為力轉(zhuǎn)換 為電應(yīng)變的功能元件，它由彈性體、應(yīng)變計和測 量電路組成。它通過粘貼在彈性體敏感表面的電 阻應(yīng)變計，在外加電源的激勵下實現(xiàn)：力應(yīng)變電阻變化電信號變化等轉(zhuǎn)換。

稱重傳感器是一種典型的“機電一體化”器 件。“機電”兩者在稱重傳感器內(nèi)部的“結(jié)合點” 是應(yīng)變片和金屬彈性體敏感表面的粘貼膠層。所 以，稱重傳感器技術(shù)是一門涉及力學(xué)、電學(xué)、化 學(xué)等多門學(xué)科的邊緣學(xué)科。

由于稱重傳感器是由機械力學(xué)、電學(xué)、化學(xué) 等多門學(xué)科技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品，各種技術(shù)工藝對稱 重傳感器的使用特性都會產(chǎn)生影響。

(二）稱重傳感器的現(xiàn)場使用特性

稱重傳感器的“零點漂移” —

對于不同準確度等級的稱重傳感器，其零點 溫度系數(shù)的技術(shù)指標相應(yīng)是不同的。如我國稱重 傳感器制造現(xiàn)行執(zhí)行的零點變化參數(shù)要求的規(guī)定 如表1所示。

表1

由上可見，環(huán)境溫度對不同等級的稱重傳感 器產(chǎn)生不同的影響。稱重傳感器在使用現(xiàn)場的環(huán) 境溫度狀況與生產(chǎn)制造時的補償作業(yè)、檢定作業(yè) 時的環(huán)境溫度狀況是相差甚遠的，稱重傳感器在 使用現(xiàn)場出現(xiàn)的“溫漂”，大多是由溫度梯度引起 的。因此，在使用中發(fā)現(xiàn)稱重傳感器出現(xiàn)過大的 溫漂時，首先應(yīng)測試使用環(huán)境的溫度是否相對恒 定，應(yīng)采取措施在其周圍創(chuàng)造一個局部相對恒定 的溫度環(huán)境。

超載、偏載、側(cè)向沖擊力和碰撞引起的零 點變化

在使用中，如果施力平面與支承基面不平行， 偏載情況就會惡劣。偏載或超載會使彈性體某一 局部區(qū)段產(chǎn)生較大的塑性變形，零點就會突然變 大，如果偏載引起的局部應(yīng)力超出強度極限，則 會造成稱重傳感器的損壞。

側(cè)向沖擊力。在電子衡器的設(shè)計安裝時已考 慮了側(cè)向力的影響，各種承載機構(gòu)、限位裝置就 是針對使用中的側(cè)向力而設(shè)計的。側(cè)向力引起零 點突變，往往是事故性的。

現(xiàn)場電磁場干擾引起的零點變化

如使用現(xiàn)場的空間電磁場突然沖擊或變化， 致使在橋路網(wǎng)絡(luò)上或信號傳輸線上激起相當(dāng)量值 的感應(yīng)電勢會引起稱重傳感器的輸出波動。

針對以上使用特性，使用單位應(yīng)該從供電電 源、環(huán)境溫度、機械結(jié)構(gòu)及機械操作等方面采取 措施，減少或消除對稱重傳感器的影響。

稱重傳感器在使用中的要求與故障診斷分析。

(一）稱重傳感器故障診斷方法

電子衡器的故障現(xiàn)象總是在系統(tǒng)的終端顯示 儀表表現(xiàn)出來，故障現(xiàn)象表現(xiàn)后，不要盲目地拆 卸稱重傳感器，應(yīng)采用相應(yīng)的方法找出故障點。

眾所周知，無論是工程上使用的復(fù)雜電子衡 器和測力系統(tǒng)，還是在實驗室使用的試驗裝置， 它們都是由一個或多個傳感器、機械裝置、系統(tǒng) 中間接線盒、傳輸電纜和檢測儀表組成的?，F(xiàn)場 計控技術(shù)人員診斷傳感器故障時，首先應(yīng)判斷故 障來自測量系統(tǒng)的哪個環(huán)節(jié)。

(1)可采用以下簡易方法進行檢査

檢查機械裝置的安裝狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)和排除明 顯的機械故障；

用一臺同類型不同量程的高準確度、小傳 感器當(dāng)作標準信號發(fā)生器來測量判別顯示器是否有故障；

打開中間接線盒，用一臺正常的儀表分別 檢測每只稱重傳感器的工作狀態(tài)，判斷某只稱重 傳感器是否有故障；

用電工三表或搖表檢查電纜是否受傷。

用以上方法縮小故障范圍，找出有故障的稱

重傳感器。對有故障的稱重傳感器應(yīng)作進一步的 測試與分析，并及時了解故障發(fā)生時的運行情況。 這一點很重要，因為稱重傳感器引起故障，常常 與違規(guī)操作使用、機械裝置異?；蚴褂铆h(huán)境的變 化等因素有關(guān)，如果不加分析盲目地更換新的稱 重傳感器，當(dāng)類同情況再次發(fā)生時，會重蹈覆轍， 會接連損壞價格昂貴的稱重傳感器，給生產(chǎn)和經(jīng) 濟帶來更大的損失。

(2)采用監(jiān)測記錄、跟蹤比較、分析診斷的方 法，檢查稱重傳感器的“亞健康”狀態(tài)。掌握在 實際稱量工況條件下，傳感器從亞健康到故障的 時間間隙。對所有在線運行的稱重傳感器可進行 全面監(jiān)控，有效了解稱重傳感器在特定工況下的 生命周期。

(二）稱重傳感器現(xiàn)場使用的安裝要求

稱重傳感器的接地

地電位接地。局部地區(qū)的地電位，事實上 是經(jīng)常變動的，工業(yè)現(xiàn)場地電位的變化，主要來 源于電器設(shè)備的漏電，電力線路的開閉和電力設(shè) 備的負載變化及雷電的影響。

屏蔽與外殼接地。屏蔽接地粧的位置應(yīng)選 擇地電位恒定為零的地區(qū)，樁位應(yīng)盡量就近解決。

稱重傳感器有全封閉的金屬外殼，對粘貼在 彈性體上的應(yīng)變計及測量電路具有防潮作用，使 內(nèi)部器件不受電磁場干擾及防止熱幅射的防護作 用。為保證稱重傳感器本身有穩(wěn)定的零電位，不 受設(shè)備電位波動的影響，除設(shè)備須安全接地外， 稱重傳感器外殼也應(yīng)單獨接地。

設(shè)置稱重傳感器大電流回流電纜，以防止 雷擊時或承載器上進行電焊等操作時電流對稱重 傳感器的影響。

（2）機械安裝影響

對稱重傳感器的搬運，應(yīng)輕拿輕放。沖擊、 碰撞、跌落都可能對稱重傳感器的計量性能造成

損害。

安裝稱重傳感器的底座，安裝面應(yīng)平整清 潔，不應(yīng)有油膜膠膜存在，應(yīng)進行水平調(diào)整，尤 其是稱重傳感器多于3個以上的稱量系統(tǒng)，使用 中更應(yīng)調(diào)整各個稱重傳感器的水平一致。

稱重傳感器的加載方向都是確定的，使用 時一定要在此方向上加載，盡量避免橫向力、附 加彎矩扭矩的產(chǎn)生；枰臺上禁止長期放置重物， 以防稱重傳感器產(chǎn)生“蠕變'

應(yīng)經(jīng)常檢查承載系統(tǒng)有無運動不順現(xiàn)象。 可用在秤臺上加、減約千分之一的額定負荷，觀 察顯示儀表是否有反映的方法來檢査可動部件是 否被“沾污”或受卡。

四、重視制造技術(shù)與工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量, 是減少稱重傳感器使用故障的根本途徑。

制造技術(shù)與工藝，是稱重傳感器研制和批量 生產(chǎn)過程中最活躍、最積極的因素，是企業(yè)保證 產(chǎn)品質(zhì)量、提高競爭能力和提高經(jīng)濟效益的重要 手段。在稱重技術(shù)日趨先進發(fā)達，電子衡器市場 競爭日趨激烈的今天，稱重傳感器制造企業(yè)更應(yīng) 重視制造技術(shù)與工藝所起的作用。

我國應(yīng)變式稱重傳感器生產(chǎn)工藝的主要問題 是手工操作與控制成份大，人為的因素對產(chǎn)品質(zhì) 量影響較大，生產(chǎn)效率低，不適合多品種、大批 量生產(chǎn)。

稱重傳感器的制造技術(shù)分為：

支持工藝技術(shù)：彈性體的鍛造、機械加工、 熱處理、表面處理等；

基礎(chǔ)工藝技術(shù)：應(yīng)變計、應(yīng)變膠、補償元 器件、防護密封材料等；

特殊工藝技術(shù)：殘余應(yīng)力釋放、老化及穩(wěn) 定處理等；

核心工藝技術(shù)：貼片、補償、密封、檢測

等。

通過制造技術(shù)與工藝的改進，重點解決稱重 傳感器自身的“零點漂移”問題，提高稱重傳感 器產(chǎn)品的穩(wěn)定性。稱重傳感器零點輸出的大小, 是制作工藝質(zhì)量、設(shè)計質(zhì)量的反映，也是潛在故 障的一種最明顯的體現(xiàn)。

稱重傳感器零點偏大，給傳感器的可靠性構(gòu) 成潛在危險；零點的變化，也會使傳感器的穩(wěn)定 性失去保障，使用期間發(fā)現(xiàn)零點偏大，肯定是故

障所致。

稱重傳感器零點的長期穩(wěn)定，是稱重傳感器 可靠性和穩(wěn)定性中一項前提性的技術(shù)指標。

五、結(jié)束語

近年來，稱重傳感器技術(shù)取得了成功的應(yīng)用 和迅猛的發(fā)展，它正使國內(nèi)稱重領(lǐng)域經(jīng)歷一場深 刻的變革，各種電子衡器已成為可信任的稱重設(shè) 備。稱重傳感器作為電子衡器的關(guān)鍵部件，已深 為人們所關(guān)注。由于稱重傳感器其工作機理上涉 及學(xué)科交錯和元器件交錯，也就造成其故障成因 的交錯和故障診斷的困難與復(fù)雜。為減少或消除 稱重傳感器的故障，除制造廠家應(yīng)下力氣研究應(yīng)

變片、應(yīng)變膠、密封膠、補償元件與彈性體對稱 重傳感器指標的影響，改善制造工藝，提高制造 水平外，用戶應(yīng)改造現(xiàn)場環(huán)境，改進操作方法， 注重維護檢修等都是十分重要的。減少稱重傳感 器的故障與損壞，是提高企業(yè)經(jīng)濟效益的一項重 要工作。