应变式称重传感器故障检测方法

文章来源:http://www.gigibirtie.com 发布时间:2018-05-09 浏览次数:163

1.前言
---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。

2.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。不得使用50V以上电压测试绝缘;绝对禁止使用摇表测试绝缘。

3.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。


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