应变式称重传感器故障检测方法及步骤

第1页共33页应变式称重传感器故障检测方法及步骤〖概述〗应变式称重传感器是一种将力信号转换为电信号的机电元件，广泛应用于电子称重领域，自动控制和自动检测领域等，是称重和检测系统的核心元器件。应变式传感器往往会因为一些人为或自然因素损坏，比如传感器过载，冲击，或不小心跌落，大力拽传感器导线，雷击或大电流通过传感器，化学腐蚀，潮气浸蚀或高粉尘环境以及传感器内部的元器件的老化等。直接导致的后果可能是称重系统漂移，显示不稳定或不显示数数据等现象。主要介绍一些常见的称重系统故障中有关传感器部分检测方法和步骤注：应变式传感器对其应用环境依赖性很强，在选用传感器时应考虑环境对传感器的要求。如果传感器使用环境较差，请尽量选用防护等级高的产品。〖准备工作〗在从称重系统中拆除称重传感器前应该仔细慎重地判别系统的结构和传感器是否存在下列问题：1.检查是否是系统传力故障，可能由于灰尘，机械部位未对准，元件传力延缓等原因，而非传感器故障；传感器安装方向是否正确。2.检查系统在传力部位是否有损伤，锈蚀或者明显的磨损；冬季应注意传感器传力部位是否有结冰现象，影响系统的传力和复位；3.检查系统的限位装置是否工作，其间隙是否符合要求；4.检查传感器电缆线与接线盒和显示仪表连接是否正确；有无断线连接导线接触不良的情形；5.检查接线盒和仪表是否有故障，尤其是接线盒中电位器的情况在对传感器进行下述各项检查前，应该对传感器进行一个外观检查，检查传感器是否锈蚀（特别是贴片区域），传感器电缆线的完整性，传感器电缆线入口处的环境等。下述的仪表设备是检测传感器的必要的装置：1.高性能经校准的数字三用表，检查准确度能达到±0.5Ω和±0.1mv,检查传感器的零点输出和桥路完整性；2.兆欧表，测试传感器的绝缘强度。推荐量程范围50VDC下测试5000MΩ。不得使第2页共33页用50V以上电压测试绝缘；绝对禁止使用摇表测试绝缘。检测说明第一步：零点输出检查零点输出，即传感器在没有载荷的情形下的输出值，所有的载荷（包括秤架等静载荷）都必须去掉的情况下，测试传感器的输出。传感器零点应该是在传感器设计安装使用要求的状态下测试传感器的零点输出，防止传感器本身自重带来的错误影响。传感器应该连接在稳压电源上，最好采用产品说明书或样本中推荐使用的激励电压。一般一个电源接一个传感器。测试纪录传感器的毫伏电压输出值，除以传感器的激励电压，就得出传感器的零点输出值（mV/V）。比较这个输出值与传感器的合格证上的数值，即可得出传感器的零点输出是否合格的结论。分析传感器零位永久性的变化一般会因为传感器的超载或受瞬间冲击导致。而如果传感器的零位周期性的变化可能是由于应变计受潮或被由于其他原因导致的化学反应所致，当然这种情况也可以检测传感器的绝缘阻抗和测试桥路电阻检查出来。第二步测试绝缘阻抗一般我们要求测试传感器的桥路线和传感器本体（弹性体，外壳等）之间的阻抗。注意，把传感器和接线盒以及仪表断开。调试好测试绝缘箱，然后将表笔一端接传感器的电缆线（输出，输入，屏蔽线等），一端接传感器的本体（弹性体，外壳等）。一般要求，该阻抗优于5000MΩ。注意：不得使用绝缘箱的表笔测试传感器的输入，输出阻抗，因为绝缘箱的输出电压远远高于我们传感器内部电器元件的耐压值。分析我们一般要求传感器桥路同弹性体间的绝缘阻抗优于5000MΩ。绝缘值偏低可能是由于传感器桥路受潮或局部桥路受损。特别低的绝缘阻抗（≤1KΩ）可能是传感器受潮严重而导致桥路与弹性体短接。传感器绝缘低的直接表现就是传感器输出不稳定，而且会随温度变化而变化。第三步测试桥路阻抗测试桥路阻抗就是检测传感器桥路的完整性，检测时，应将传感器同接线盒和其它测试设备断开。输入和输出阻抗测试是用数字三用表表笔依次在传感器的输入端头和输出端头处量取阻抗值，对比测试值同我们的合格证或样本页的数值；桥路对称度的确认是指用数字三用表量取一个输入端同一个输出端间的阻抗，依次量取可以得出4组阻抗值，该四组阻抗值的差异不得大于3Ω。分析桥路阻抗的变化常常是由于桥路受损或断开,电子元器件失效或内部短路.这可能是由于大电流或电压(雷击或焊接电流)击穿烧毁电桥,或者由于冲击或震动疲劳导致,或者超高温度等原因导致。第3页共33页第四步测试传感器输出将传感器单独接在稳压电源上,使用激励电压10VDC.将传感器的输出端接在毫伏表上，按传感器的安装使用状态，在传感器的加载端上加载，观测传感器的输出变化。分析正常情形下，传感器应该有一个正向的输出。如果传感器的输出异常，可能是由于传感器接线错误或者传感器应变计与弹性体肌体脱落导致。第4页共33页常州市路通自动化设备厂称重模块选用指南详细说明由称重传感器构成的称重模块，因其组装灵活，价格便宜，在化工企业的应用有其独到之处。一、称重模块及其特点1称重模块是用于传感器的一种实用性结构配件。由顶板、基板、称重传感器、负载支承柱及支承螺栓构成。根据负载支承柱及顶板的不同，分为固定式、半浮动式和浮动式三种结构。在一个称重系统中，使用一只固定模块，一只半浮动模块，其余用浮动式模块补足，一般分为三只一套和四只一套。三只一套用于三点支承，四只一套用于四点支承。称重模块可以非常方便地安装在各种形状的容器上，适用于改造已有的设备，无论是容器、料斗还是反应釜，加上称重模块，都可以变成称量系统。2第5页共33页与现成的电子衡器相比，称重模块最大的特点是不受场地限制，组装灵活，维修方便且价格便宜。地上衡因有秤台，要一定的占地面积，而称重模块安装在容器的支承点上，不需另外占地。特别适用于多个容器并列安装而场地窄小的场合。电子衡器的量程和分度值有一定的规格，而称重模块组成的称重系统，量程和分度值可以在仪表允许的范围内，根据需要自行设置。称重模块维修方便，若传感器损坏，可以调节支撑螺杆将秤体顶起，不必拆除称重模块，就能更换传感器。另外，由于称重模块结构简单，因而由称重模块组成称重系统，投资也比较少。二、称重模块在化工企业的应用化工企业在物料储存和生产过程中大量使用各种贮槽和计量槽。但普遍遇到两个问题，一是物料的计量问题，二是生产过程的控制问题。根据我们的实践，应用电子称重模块，可以较好地解决。1一般来说，目前贮槽液体的计量，大部分都是采用标尺或流量计来计量的。但这两种方法都以体积计量，然后再根据液体的密度换算成重量。由于密度与温度等因素有关，误差比较大，尽管目前有质量流量计，但因价格昂贵，一般企业很少采用，因而用电子称重模块，直接称出物料的重量是比较经济实用的。2液位是化工生产过程的一个重要控制参数。通常液位指示除了现场的液位指示仪表外，一般采用变送器把液位信号转换成标准电信号或气信号远传到控制室。但这种方法，除了前面所说因密度的变化引起液位的误差外，还有可能因物料结晶、堵塞等造成假液位的情况，严重时甚至会酿成事故。另外，因变送器的测量部分直接与被测介质接触，对于一些腐蚀性介质，则需要选用价格昂贵的耐腐蚀材料。而称重模块不与被测介质直接接触，上述缺点均不存在。并且称重显示仪可以选用带模拟量输出接口，接到记录仪、调节器上，实现自动记录和控制。3有一些生产过程对投料量有严格的要求，不少企业都把计量槽直接放在地上衡上来控制投料量。但地上衡检修或检定时，需要用吊装设备把计量槽吊下来，比较麻烦。如果采用电子称重模块，因计量槽本身作为秤体，因而不存在吊装问题，检修比较方便。三、称重模块选购、安装、调试注意事项1称重模块的选购，一般根据容器的支承点来选用3只一套或4只一套的模块的量程，由第6页共33页于存在着秤体(容器)自重及振动冲击、偏载等因素，一般按下列规则选用。多传感器静态称重系统：固定负荷(秤台、容器等)＋变动负荷(需称量的载荷)≤选用传感器额定载荷×所配传感器个数×70％，其中70％的系数是考虑振动、冲击、偏载因素而加的。另外，要注意是否有防爆要求，易燃易爆的场合，则应选用防爆型的传感器。2(1)要注意水平调整，包括单个模块的安装平面和一套称重模块之间的水平调整。(2)焊接时传感器不能通过电流，焊接顶板时，地线要连接在秤体上，焊接底板时，地线要接在基础上，防止损坏传感器。(3)如果秤体上有输料管道，应换成软管，或使连接管道尽量长一点，以防止它们吃掉传感器真实的负荷而引起误差。(4)要在容器上焊一个砝码校验台，以便校验。容器上一般都无放置砝码的地方，需要焊一个平台放置砝码。通常焊在容器的下方，便于砝码上下安放。(5)接线盒必须注意防潮，多余的孔要用密封塞头塞住。接线盒如安装于室外，必须加保护箱，防止雨淋。在使用中因接线盒受潮而造成故障的情况时有发生，因此必须引起足够的重视。3(1)调试前一定要检查每个称重模块的支撑螺杆顶部螺母是否已松开，套筒是否处于自由状态，否则，将产生较大误差，甚至无法称重。(2)调试时，要检查每一个参数出厂设定值是否符合实际需要，尤其是“开机清零”参数，出厂时一般都设定为“开机自动清零”，在容器秤上最好改为“禁止开机自动清零”，防止因停电等原因，再次开机时，容器的物料重量被清零而丢失。(3)量程设定不是指一套称重模块的额定总负荷，也不包括容器自身的重量，而应根据最大物料称量，从说明书所给的分度数和分度值中选取大于等于最大称重量作为量程。(4)称重显示仪电源电压必须符合要求，如电压不稳，超出允许范围，则会引起数字漂移。最好使用稳压电源。由于电子称重模块组成的称重系统便于实现过程自动化称量，便于与计算机联网，因而在化工企业必将得到越来越广泛的应用。常州市路通自动化设备厂第7页共33页天津市丽景微电子设备有限公司地址:中国天津华苑产业区物华道海泰火炬创业园B座326邮政编码：300384电话：+86226025156060251561传真：[phone]E-mail:[e-mail]销售服务热线：400-676-1303(免长途费)传感器加载连接装置（称重模块的使用）为了保证工业电子衡器的使用性能，单纯考虑如何选用称重传感器和称重仪表是非常不够的，传感器加载连接装置也是决定电子衡器性能的重要环节之一;许多电子衡器的性能达不到设计要求往往都是因加载连接装置选型不合理造成的。这里所说的秤体可以是料斗，料仓，料罐，秤台，称量箱，计量皮带，计量辊道等，甚至可以是应用设备的一部分，如行车的定滑轮组，钢(铁)水罐车的车架等等。使用注意事项：1．为了保证加载连接装置的加载作用线与传感器的受力轴线重合,克服因安装问题而引入的倾斜载荷和偏心载荷对计量性能的影响，必要时要采用安装工装来保证这一点；2．电子衡器在使用中若受水平横向冲击力过大，会超出加载连接装置的抗侧向力或自复位能力时，要考虑在加载连接装置中设计或增加专门的限位装置；3．在承载过程中受冲击力严重的电子衡器要增加过载保护装置或在加载连接装置中增加过载保护结构；4．为了防止大电流直接通过传感器本体损坏传感器，可在加载连接装置上增加电流旁路器，应选用编织铜导线做成的电流旁路器，并在加载连接装置的两端用螺栓压紧；5．拉式的加载连接装置与秤体和秤的安装框架的连接要牢靠；压式的加载连接装置与秤体和秤的安装基础之间的接触要平整；6.料斗电子衡器传感器和加载连接装置的应用示例：采用3只传感器组成料斗秤可降低对料斗和料斗安装框架的刚性要求,使系统安装调试方便且容易获得精度高,稳定性好的结果.第8页共33页7.工业用电子衡器的主体大多用钢结构组成，会因温度变化而产生伸缩，对于要求比较高的场合，可选用固定，半浮动和全浮动加载连接装置组合使用。RS485通讯协议一．首先要知道什么是RS232和RS485.典型的串行通讯标准是RS232和RS485.它们定义了电压,阻抗等.但不对软件协议给予定义区别于RS232,RS485的特性包括1.RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。2.RS-485的数据最高传输速率为10Mbps3.RS