在電子衡器中,重復性故障是出現頻率最高,也是維護人員最頭痛的一個故障,因為故障的根源出現的比較隱蔽,維護人 員往往需要動用大量工具和手段才能最終找到故障的根源,文章根據自己多年的工作經驗,對重復性故障產生的原因做一分析, 對故障的判斷提出一些建議。
1.前言
在我們所維護的電子衡器中,平臺秤包括:汽車衡,軌道衡,輥 道秤,鋼材秤,鋼卷秤等等。電子衡器最重要的計量性能之一是重復 性,它關系到電子衡器的穩定性和準確度,在我們所維護的各類衡 器中,級計量秤占絕大多數,重復性測試是否超差,直接關系到新 鋼公司的經濟效益,關系到各二級單位的成本核算。
2.電子平臺秤重復性
2.1關于重復性的解釋
根據JJG-1996非自動秤通用檢定規程的術語,重復性是指在實 際相同的測試條件下,用同一方式,將同一載荷多次加放到承載器 上,秤提供相互一致結果的能力。由此定義,我們可以引申出重復性 測試的條件:
⑴相同的測量程序;(2)相同的觀測者;⑶在相同條件下使用 相同的測量儀器;(4)相同的地點;(5)在短時間內重復測量。
由此可見,所謂重復性誤差是指在所有條件不變的情況下,同 一負載在秤上不同數值產生的誤差,而此值超差我們即稱之為重復 性故障。在我們實際使用中,最常見的就是秤無其它故障,同一負載 重復在某個點或某個段來回過磅幾次,儀表顯示不同的示值。
2.2故障原因分析
任何一臺電子平臺秤,其基本結構都有以下幾部分組成:承載 器,傳感器,接線盒,顯示表,連接導線。
工作原理:負載通過秤臺將重量傳遞給稱重傳感器,稱重傳感 器將重量信號轉換成電信號,在接線盒內并聯后,送給稱重顯示器 處理后在顯示屏顯示出該負載的重量。
由此可知引起重復性故障的原因有兩部分:一是每次儀表接受 的電信號不一致,二是信號是一致,但儀表對同一信號處理出現偏 差,導致處理后的信號不一致。
先來分析第二個原因,在我們所維護的電子衡器中,大部分使 用電阻應變片式傳感器,其輸出是一個弱電級的mv信號,儀表接收 到此信號后,通過A/D轉換電路顯示重量,如果儀表電路出現故障, 就算輸入的是同一標準信號,輸出結果也不一致。由此可見,儀表故 障也是電子衡器重復性故障的一個原因。當然,這僅僅是從理論上 的分析,在實際使用中,由于我們所維護的電子衡器都是大廠品牌, 稱重顯示表都很穩定,出現此故障的幾率非常非常低,我從上班基 本上沒碰到過,因此,維護人員第一個懷疑目標絕對不能定在儀表 上,實在是其它目標都排除了,才檢測儀表,儀表檢測也很簡單,找 臺表替換一下就知道了,更簡單的方法是用信號模擬器接儀表就可 以判斷儀表是否有問題。現在來分析第一個原因,總線過來的信號 發生了變化,根據信號傳輸途徑:傳感器(信號源1)——傳感器(信 號源1、2、3、4)——接線盒——信號進儀表。傳感器信號U1.......U4,
在接線盒并聯后,總信號為U0=(U1+U2+U3+U4)/4,由此可見,每個 傳感器的信號發現變化都會導致總信號發生變化,我們現在分三部 分進行分析:
2.2.1連接導線破損或干撓造成一個或數個信號發現變化,連 接導線破損會造成線間短路或漏電或搭地,從而引起信號的變化, 這種變化沒有規律,它會影響整個過程,不管有沒有負載,信號都不 能穩定,所以儀表示值零位也不是穩定的。
2.2.2機械限位卡死,在我們實踐中,這類故障出現的比較多, 特別是在汽車衡,由于我們新鋼汽車衡安裝環境的影響,以及汽車 衡本身機械結構的問題,限位經常會出現由于淤泥堆積或熱脹冷縮 的原因導致的卡死現象,我們知道,秤臺本身具有消散水平力的功 能,這個功能的實現是靠秤臺限位和傳感器自復位功能來作用的, 一旦限位卡死,負載本身的重力會被限位的摩擦力抵消,從而使的 重量偏輕,而這個抵消的程度跟負載的重力并不成正比或反比,它 只跟限位卡死的程度有關,因此,每次上磅,即使是同一個重量,由 于每次抵消的大小不一致,這就產生了重復性故障,相對而言,這類 故障還是很好判斷和處理的,對于維護人員來說,一看到這個故障, 第一個檢查的就是限位或秤臺有無卡碰,這個用肉眼就可以很直觀 的看到,不需要太多時間和精力。當然,這類故障還有一個比較突出 的特點,空秤時,示值能穩定,但往往回不到零。
2.2.3傳感器的機械故障,在我們使用的平臺秤里面,傳感器的 受力方式都是直立垂直的,也就是說,負載的重量應該是垂直加到 傳感器受力點上,傳感器應能完整的把這個力傳到內部應變片上, 這樣,應變片的形變跟負載重量才是一個線性的比例關系,如果在 這中間出現偏差,應變片的形變就不能反映出重量的大小,就目前 我們平臺秤所使用的傳感器中,主要是兩類,一是柱式,一是剪切梁 式,柱式的大都用在量程比較大的場合,0t以上的我們基本上都是 柱式的,10t以下的都是剪切梁的。柱式的受力點是一個圓頭,有平 面和錐面兩種,依靠連接件(上下頂碗)和秤臺以及基礎預埋件連 接,也就是說,作為傳感器的附件,上下頂碗也是受力點,如果上下 頂碗跟傳感器的圓頭出現破損,一樣會造成力的分散,不能把所有 重力完整的傳遞到傳感器的應變片上,導致重復性故障的出現。 此 類故障出現的場合比較隱蔽,但靠目力很難判斷,此類故障的分析 和處理比較費時,在多秤臺,首先要判斷在那一段出現故障,然后頂 起秤臺進行查找。一般在空載時,使用萬用表測量各個傳感器的空 秤信號判斷不出來,在空秤時,傳感器信號變化很小,從萬用表上看 不出分別。跟機械限位故障一樣,會出現秤空秤時回不了零的現象。 對于剪切梁式傳感器來說,傳感器的機械故障來自于緊固螺絲,正 常情況下,該螺絲應該將傳感器非受力面緊緊固定在基礎地板上, 以保證受力面有足夠的卸荷間隙,一旦出現傳感器松動,就會使卸 荷間隙減少,受力端接觸底板,從而減少了傳感器的受力,出現重復 性故障,這類故障相對來說更隱蔽,特別是一些重復性超差不是很 大的故障,更難判別,肉眼根本就看不到,必須用扳手檢查每個傳感 器的兩個螺絲的松緊程度才能判別。
2.2.4基礎故障,基礎故障包括基礎開裂下沉,預埋件斷裂松 動,這其實是一體的,只有基礎開裂松動才會導致預埋件斷裂松動。 跟傳感器的故障一樣,因為導致了傳感器受力不垂直或者部分力的 抵消,同樣會產生重復性故障。這類故障并不一定會導致空秤不會 零,但只要維護人員仔細觀察,還是能夠發現的。
2.3 故障的判斷和處理
前面己經分析了重復性故障產生的原因,對于維護人員來說, 最主要的是如何判斷故障出在哪里,以最短時間消除故障,保證衡 器的正常運行,根據現場實踐,判斷和檢查次序依次為:機械卡碰 (包括限位和秤臺的卡碰)、基礎和地板下沉開裂、傳感器連接件、傳 感器、儀表,找到故障后,根據實際情況進行相應的處理。
3.結束語
做為一名衡器維護人員,在工作中會碰到各種各樣的問題,在 處理衡器故障時,重要的是要冷靜分析,不能沖動和焦急,導致盲目 不知所措,從而浪費時間,延誤了故障處理時間。衡器維護人員平時 不僅要多學習理論知識,還要多注意實際處理能力的積累。