地磅自動稱重系統(tǒng)的原理與故障處理方法
介紹了SCS-120t型靜態(tài)數(shù)字式地磅的系統(tǒng)組成與工作原理;總結了在日常工作中,靜態(tài)地磅的常見故障及相應的解決方法;提出了靜態(tài)地磅使用中應注意的一些問題。
一、概述
地磅是目前廣泛應用的稱量計量設備之一。按其稱量方式可分為靜態(tài)地磅和動態(tài)地磅，按稱重傳感器輸出信號處理方式又可分為模擬式地磅和數(shù)字式地磅。
動態(tài)式地磅主要用于交通管制中對超載超限車輛的初步判定，作為執(zhí)法憑證，以及高速公路收費系統(tǒng)中，作為計重收費的重要手段，動態(tài)地磅的主要特點是在稱量過程中，稱重車輛無需完全靜止在稱臺上，允許緩慢通過秤臺，車速一般控制在3-5km/h即可完成稱重數(shù)據(jù)的讀取。所以動態(tài)地磅具有稱重效率高、量程范圍大、動態(tài)綜合誤差大等特點。
靜態(tài)地磅多用于公司與公司之間的汽運貨品的稱重計量，作為公司貨品貿(mào)易結算的重要依據(jù)。靜態(tài)汽車衡在稱重時，必須保證秤臺上的車輛處于靜止狀態(tài)，否則在稱量過程當中致使稱量數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差。
當前的地磅多采用數(shù)字式稱重傳感器，數(shù)字式稱重傳感器具有信號穩(wěn)定、抗電磁干擾能力強、稱量精度高、重現(xiàn)性好、載荷線性范圍寬等特點，同時有著良好的防水防潮性。不論是靜態(tài)汽車衡還是動態(tài)地磅，計量的原理都是利用傳感器把被測質(zhì)量產(chǎn)生的作用力轉變成電信號，再經(jīng)過放大、轉換、輸入到計算機進行采集處理，由打印機直接將被測質(zhì)量的重量打印出來。
由于靜態(tài)地磅是企業(yè)對外貿(mào)易結算的主要依據(jù)，該設備的運行狀況好壞和計量數(shù)據(jù)的準確與否直接關系著企業(yè)過磅計量效率、客戶雙方的經(jīng)濟利益和信譽，為此，按照計量法管理規(guī)定，地磅作為貿(mào)易結算的計量設備要按照檢驗周期每年進行強制檢定。
我公司目前現(xiàn)有型號為SCS-120T地上靜態(tài)數(shù)字式地磅,運行狀況總體相對穩(wěn)定，但在近幾年使用過程中也陸續(xù)出現(xiàn)了幾次故障，本文結合此種地磅的特點和常見的故障現(xiàn)象，簡要介紹幾種故障處理的具體做法，以及日常使用的應注意的問題。
二、結構組成及工作原理
1.系統(tǒng)組成
SCS-120型靜態(tài)地磅稱重系統(tǒng)主要由稱重傳感器 、連接件、限位裝置、接線盒、大屏幕顯示儀表、計算機及配套操作軟件、打印機等幾部分組成，如圖1所示。

（1）秤臺和稱重傳感器
秤臺共分為3節(jié)，采用模塊化設計，搭接插扣式結構連接，全長約21米，寬度3.4米，秤臺結構采用 U形截面的冷彎型鋼組焊,整體鋼度、抗扭性能及臺面的局部鋼度均較好,可以自由組成多種規(guī)格，安裝測試維護方便，廣泛適用于各種種載貨卡車、自卸車、半掛車、罐車等車輛的稱重計量。
該地磅采用10只40tHBM橋式稱重傳感器，精度等級為0.03%，分辨率20kg,分別固定在秤板下方兩側的承重梁上。此種傳感器具有自診斷功能，可進行故障報警，且還具有防雷擊、抗干擾能力強等特點。稱重傳感器在載重時其自身彈性體產(chǎn)生形變，電阻應變橋失去平衡，把重量大小轉變?yōu)殡妷盒盘栞敵?，從而實現(xiàn)力/電轉換。
（2）稱重數(shù)字化顯示儀表
數(shù)字化顯示儀表采用RS485接口與數(shù)字式稱重傳感器實現(xiàn)通訊，最多可以外接32只數(shù)字傳感器?？蛇M行手動或自動偏載調(diào)節(jié)（四角調(diào)整），可以自動對單只傳感器尋址并且讀取數(shù)據(jù)，也可以現(xiàn)場自動修改傳感器的編號。多采用開關穩(wěn)壓電源、大屏幕數(shù)碼管顯示、不銹鋼金屬外殼，具有良好的屏蔽抗干擾性，稱重傳感器輸出的電信號經(jīng)過稱量儀表模數(shù)轉換、放大處理、數(shù)字邏輯運算、顯示驅(qū)動等電路處理，最后顯示出稱量數(shù)據(jù)。
（3）限位裝置
限位裝置由限位底座及限位螺栓組成，每臺地磅上裝有8個限位裝置。分別安裝在稱臺縱向和橫向兩端。其作用是阻止地磅在稱量時大范圍的前后、左右晃動，確保稱重傳感器的使用壽命和數(shù)據(jù)的快速穩(wěn)定。在溫差較大的冬夏兩季，該裝置需及時檢查并作微量調(diào)節(jié)，保證其限位間隙在4-5mm ,間隙過大易造成稱量過程中秤板整體晃動,稱量數(shù)據(jù)難以穩(wěn)定,間隙過小, 在稱量過程中秤板易產(chǎn)生接觸摩擦，從而增大計量誤差。
2.工作原理
地磅是利用應變電測原理進行稱重計量，即被稱重物或載重汽車置于秤臺上時，在重力作用下，稱臺將重力相對均勻地傳遞至安裝在承重支承頭上的稱重傳感器上，稱重傳感器彈性體產(chǎn)生形變。在每個稱重傳感器的彈性體上粘貼有4個應變計，由此構成惠斯登電橋，貼附于彈性體應變梁上的應變計橋路失去平衡，輸出與重量數(shù)值成正比的電信號，經(jīng)線性放大器將信號放大，再經(jīng)A/D轉換為數(shù)字信號，有大屏幕顯示儀表的微處理機對重量信號進行處理后直接顯示重量數(shù)據(jù)，如果配置計算機可將計量數(shù)據(jù)輸入計算機管理系統(tǒng)進行綜合管理，進行數(shù)據(jù)的保存和打印。
三、故障現(xiàn)象及處理方法
1.故障現(xiàn)象：儀表顯示有漂移現(xiàn)象
可能原因：由于稱重傳感器底座長期浸水受潮，限位銷腐蝕缺損，信號線纏繞緊繃致使信號線的絕緣外皮磨損開裂，部分屏蔽線斷裂，信號線裸露，從而導致其整體性能變差，抗干擾能力減弱。
解決辦法：整體更換信號線已破損的同規(guī)格稱重傳感器，對缺損的限位銷進行更換，檢查每一只傳感器的內(nèi)碼值，進一步確認存在問題的傳感器，更換后對其進行標定和稱量數(shù)據(jù)比對，重新進行段差、角差測試。
如何判斷某個傳感器有故障：儀表關機，插上修改地址插頭，然后儀表接上待判定那個傳感器（只能接一個傳感器）。開機自檢后顯示所接傳感器的編號，按輸入鍵后，儀表顯示此傳感器的所受載荷，根據(jù)儀表顯示值可直觀判斷此傳感器是否有故障。
2.故障現(xiàn)象：儀表開機后自檢，然后顯示……死機。
可能原因：計算機內(nèi)安裝的接線盒中信號線正負極線接反。
解決辦法：斷開電源，用儀表檢測所有傳感器電纜線與總線的相應色線是否正確，測試之間有無碰線，重新連線后即可。紅黑線為直流12v電源線，白綠線為信號線。
3.故障現(xiàn)象：在儀表和計算機連接后，大屏幕顯示儀表有數(shù)據(jù)顯示，而計算機上的運行稱重軟件無數(shù)據(jù)顯示。
可能原因：稱重軟件版本較老，存在BUG.
解決辦法：更新稱重軟件、開啟電源時，先打開顯示儀表的電源，隨后再打開計算機的電源。
4.故障現(xiàn)象：稱重車輛下稱臺后，儀表上仍顯示一個比較大的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)自動歸零。
可能原因：稱臺的限位裝置被卡死，限位間隙余量過小。
稱重傳感器底部有臟物使得稱重傳感器無法自由活動。
解決方法：檢查稱臺的限位裝置，其間隙一般調(diào)至4-5mm為佳。
調(diào)整限位間隙時，建議對限位螺栓涂抹黃油，可有效減緩其生銹卡死，方便以后調(diào)節(jié)，在溫差較大的冬夏兩季，要及時檢查限位裝置的限位間隙余量是否合適，做到及時調(diào)整。
及時檢查并清理稱重傳感器周圍及稱臺底部的灰泥等臟物，保證稱重傳感器和整個稱臺能夠自如活動。
5.故障現(xiàn)象：顯示錯誤信息：ERRON     
可能原因：儀表與第N 號傳感器通訊不上,該傳感器有故障或其連接線有故障。
解決辦法：檢查傳感器與接線盒之間的連線，測量其紅、黑連線間是否有11.5-12V 的直流電壓，若有電壓正常  則可判斷為該傳感器已損壞，需更換相同規(guī)格和地址的傳感器，若無電壓，測量儀表與接線盒連接的DB9插頭上的紅黑連線有否11.5-12V電壓，若有則為儀表與接線盒的連線已斷路，若無電壓，則顯示儀表內(nèi)部供電已損壞，需要更換顯示儀表。更新新的傳感器要進行地址的標記，無論更換傳感器還是更換顯示儀表，整個稱重系統(tǒng)都需進行標定確保稱重數(shù)據(jù)的準確性。
6.故障現(xiàn)象：儀表顯示四個字母FFFF.
可能原因：車輛嚴重超載，總重量超出電子地磅有效量程所致。
解決辦法：將車輛駛出秤臺后，適當卸掉部分貨物后重新進行稱重計量，通過在顯示儀表內(nèi)部設定有稱重的上限，一般為最大稱重數(shù)，超過此上限后，儀表就會顯示FFFF代碼，可在地磅入口處設立醒目噸位標示牌，提示司機注意車輛載重。
四、注意事項
為保證地磅自動稱重系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，減少故障，日常使用中應注意以下幾個方面：
1.整個稱重系統(tǒng)的電路部分要有可靠地接地系統(tǒng)和避雷措施，以免對傳感器和儀表造成損壞。
2. 嚴禁在稱重過程中使用電焊操作或其他強電流設備，以免對稱重傳感器造成永久性損壞。
3. 要加強對稱重傳感器周圍衛(wèi)生的清理，以避免贓物對其造成稱重影響。尤其是在冬季下雪由于天氣寒冷，如果沒有及時清理臟物或積雪，一旦上凍將會對稱重傳感器造成很大的影響。
4.確保稱重傳感器定位銷的完整，一旦缺失，稱重傳感器在使用過程中，會隨秤臺的晃動而轉動，從而造成信號線的纏繞，若不及時恢復，將會造成斷線，影響稱重。
5.防止過重車輛過磅，雖然汽車衡能夠稱重120t以下的車輛，但電子地磅的最佳使用范圍為稱重量程的30%-70%之間，汽車過重，長時間的使用會減少傳感器的使用壽命。
6.在溫差較大的冬夏兩季，要及時檢查和調(diào)整限位裝置，保證其限位間隙余量在4mm-5mm范圍內(nèi)。
7.定期檢查稱重傳感器及信號線，清理秤臺底部雜物，保證傳感器無雜物覆蓋，定位銷完整無缺損，信號線絕緣層完好無破裂、無纏繞，接線盒密封固定良好等。
五、結束語
靜態(tài)數(shù)字式地磅目前作為常用的法定計量設備。應用較為廣泛且相對穩(wěn)定。在安裝初期要注意地基的牢固、基礎的水平及接地設施的良好，接地電阻值應保證小于10Ω，在使用中要時常檢查稱重傳感器部分，傳感器定位銷，信號連線，限位部分，接地端子等是否處于正常狀態(tài)，檢修作業(yè)時按照檢修規(guī)程進行規(guī)范作業(yè)，做好日常的維護與維修工作，按計量法規(guī)進行定期標定，是確保稱重系統(tǒng)穩(wěn)定運行，減少故障，延長其使用壽命、保證計量數(shù)據(jù)準確的有效措施。