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关于数字称重传感器不常见故障分析和解决方法
2022-03-10 09:28:08 点击：
数字称重传感器是一种集电气、力学、信息、数学等多种学科于一体的综合性机电产品。数字称重传感器硬件结构一般由模拟式称重传感器电路与数字电路两部分组成。目前，模拟式称重传感器电路部分大多使用的是惠斯通电桥电路，通过应变桥式电路，能够实现力、物体形变、电信号输出三大变化环节[2]。数字处理电路主要由 A/D 模数转换器、微处理器、存储器和接口电路等组成，能够结合相应的数学模型和软件算法对模拟式电路输出进行修正，大幅度提升称重传感器的总体性能。
数字称重传感器广泛应用于载重检测、工业控制和在线控制等领域，已引起广泛关注。因此，为保证在一定的时间与工作环境下数字称重传感器能够具有符合要求的各类性能、维持正常稳定工作的能力，对生产过程中数字称重传感器不良品的常见故障进行分析、总结，确保总体生产产品拥有优异的工作可靠性是十分有必要的。的数字化称重传感器工作原理简图如图 1 所示。其工作实现方式为模拟式称重传感器测量的模拟输出信号经由数字化转换电路，将毫伏级的模拟信号转换成数字信号进行输出，进而传输到连接的数字称重仪表与计算机上显示。
1 数字传感器无输出信号
数字传感器在连接一稳压电源后倘若出现无输出信号的状况，依据“从外到内、从上到下”的检修原则，先后进行数字模块与模拟模块的检测。通过对传感器的基本原理的理解，我们可以借用数字万用表和其他工具进行必要的线路质量检查。
2 传感器受力输出变化为负信号
当发生传感器施加压力后信号输出值向负方向变化的情况时，故障原因主要有连接引线焊接错误，模拟线路板与数字线路板间四根引线没有按要求顺序进行连接，出现位置错乱的现象。
3 传感器受压输出变化不足
若三组阻值处在正常范围内，传感器能够输出较为稳定的信号但是施加压力之后输出值没有到达设定要求则考虑电桥回路中接线出现错误，组成半桥式差动回路。
3 传感器零点漂移
对于零点漂移，首先需要了解零点输出的概念。零点输出是指供给一稳压电故 障 应 变计测量范围阻值源，称重传感器处于没有额外外加负载情况下输出的电压值[3]。当零点输出的电压值不符合规定的范围，产生偏移，则称零点漂移。如若发生零点漂移，需要对传感器重新进行零点补偿，使传感器零点输出值回落至正常值。
4 传感器零点漂移
对于零点漂移，首先需要了解零点输出的概念。零点输出是指供给一稳压电故 障 应 变计测量范围阻值源，称重传感器处于没有额外外加负载情况下输出的电压值[3]。当零点输出的电压值不符合规定的范围，产生偏移，则称零点漂移。如若发生零点漂移，需要对传感器重新进行零点补偿，使传感器零点输出值回落至正常值。传感器零点保持长期稳定是传感器质量的一项重要指标。对于零点漂移问题，生产企业需要重点关注如何提升传感器制造工艺水平。良好的制造、安装技术能有效减少零点漂移问题，有效提高产品合格率。
5 传感器施加、撤去载荷后不回零
当对传感器施加、撤去测试压力后，传感器零点发生较大偏移，称作数字传感器“不回零”故障。这时需要考虑数字称重传感器制造过程中的工艺因素。首先是传感器弹性体材料及其热加工工艺，不正确的热加工处理直接影响到传感器的稳定性。可以说，弹性体质量是整个称重传感器的地基，没有良好的弹性体质量是无法制造出性能稳定的传感器。其次是应变片粘贴及固化、焊接等加工工艺，譬如电阻应变计粘贴不充分，黏性层体有气泡，虚焊、拉尖等焊接质量问题以及补偿电阻丝过长且未能固定几何形状等皆能导致不回零。最后是传感器的密封措施不到位同样会引起不回零问题。
6 传感器输出不稳定
当传感器在受热几分钟之内进行测量，输出电压值轻微浮动、不稳定，属于正常现象。造成该现象的原因是数字化称重传感器模拟板块的应变计正处于热平衡状态，由于传感器通常形状偏小，具备的热容量不高，造成数值输出不稳，应当待应变计冷却一段时间后重新测量。当传感器短时间内并未受热而输出电压值末位依然存在一定范围的上下浮动，可考虑传感器未做好屏蔽措施或屏蔽措施不足，数字板块端仍受外界电磁设备扰动。与不回零故障类似，传感器输出不稳定现象的诱因还有很多，传感器焊接质量、应变片粘贴及固化、密封方式与绝缘等都会带来影响。
随着数字称重传感器技术的不断发展进步，其质量及其稳定性显得愈发重要。数字称重传感器的故障具有交叉性，某一故障表征背后可能同时出现多种故障缘由。欲快速定位出故障点，需要技术员对传感器的工作原理了熟于心，并通过大量的实操进行经验总结，提升自身检修不良品的能力。
数字称重传感器广泛应用于载重检测、工业控制和在线控制等领域，已引起广泛关注。因此，为保证在一定的时间与工作环境下数字称重传感器能够具有符合要求的各类性能、维持正常稳定工作的能力，对生产过程中数字称重传感器不良品的常见故障进行分析、总结，确保总体生产产品拥有优异的工作可靠性是十分有必要的。的数字化称重传感器工作原理简图如图 1 所示。其工作实现方式为模拟式称重传感器测量的模拟输出信号经由数字化转换电路，将毫伏级的模拟信号转换成数字信号进行输出，进而传输到连接的数字称重仪表与计算机上显示。
1 数字传感器无输出信号
数字传感器在连接一稳压电源后倘若出现无输出信号的状况，依据“从外到内、从上到下”的检修原则，先后进行数字模块与模拟模块的检测。通过对传感器的基本原理的理解，我们可以借用数字万用表和其他工具进行必要的线路质量检查。
2 传感器受力输出变化为负信号
当发生传感器施加压力后信号输出值向负方向变化的情况时，故障原因主要有连接引线焊接错误，模拟线路板与数字线路板间四根引线没有按要求顺序进行连接，出现位置错乱的现象。
3 传感器受压输出变化不足
若三组阻值处在正常范围内，传感器能够输出较为稳定的信号但是施加压力之后输出值没有到达设定要求则考虑电桥回路中接线出现错误，组成半桥式差动回路。
3 传感器零点漂移
对于零点漂移，首先需要了解零点输出的概念。零点输出是指供给一稳压电故 障 应 变计测量范围阻值源，称重传感器处于没有额外外加负载情况下输出的电压值[3]。当零点输出的电压值不符合规定的范围，产生偏移，则称零点漂移。如若发生零点漂移，需要对传感器重新进行零点补偿，使传感器零点输出值回落至正常值。
4 传感器零点漂移
对于零点漂移，首先需要了解零点输出的概念。零点输出是指供给一稳压电故 障 应 变计测量范围阻值源，称重传感器处于没有额外外加负载情况下输出的电压值[3]。当零点输出的电压值不符合规定的范围，产生偏移，则称零点漂移。如若发生零点漂移，需要对传感器重新进行零点补偿，使传感器零点输出值回落至正常值。传感器零点保持长期稳定是传感器质量的一项重要指标。对于零点漂移问题，生产企业需要重点关注如何提升传感器制造工艺水平。良好的制造、安装技术能有效减少零点漂移问题，有效提高产品合格率。
5 传感器施加、撤去载荷后不回零
当对传感器施加、撤去测试压力后，传感器零点发生较大偏移，称作数字传感器“不回零”故障。这时需要考虑数字称重传感器制造过程中的工艺因素。首先是传感器弹性体材料及其热加工工艺，不正确的热加工处理直接影响到传感器的稳定性。可以说，弹性体质量是整个称重传感器的地基，没有良好的弹性体质量是无法制造出性能稳定的传感器。其次是应变片粘贴及固化、焊接等加工工艺，譬如电阻应变计粘贴不充分，黏性层体有气泡，虚焊、拉尖等焊接质量问题以及补偿电阻丝过长且未能固定几何形状等皆能导致不回零。最后是传感器的密封措施不到位同样会引起不回零问题。
6 传感器输出不稳定
当传感器在受热几分钟之内进行测量，输出电压值轻微浮动、不稳定，属于正常现象。造成该现象的原因是数字化称重传感器模拟板块的应变计正处于热平衡状态，由于传感器通常形状偏小，具备的热容量不高，造成数值输出不稳，应当待应变计冷却一段时间后重新测量。当传感器短时间内并未受热而输出电压值末位依然存在一定范围的上下浮动，可考虑传感器未做好屏蔽措施或屏蔽措施不足，数字板块端仍受外界电磁设备扰动。与不回零故障类似，传感器输出不稳定现象的诱因还有很多，传感器焊接质量、应变片粘贴及固化、密封方式与绝缘等都会带来影响。
随着数字称重传感器技术的不断发展进步，其质量及其稳定性显得愈发重要。数字称重传感器的故障具有交叉性，某一故障表征背后可能同时出现多种故障缘由。欲快速定位出故障点，需要技术员对传感器的工作原理了熟于心，并通过大量的实操进行经验总结，提升自身检修不良品的能力。
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