稱重傳感器是地磅的核心部件，稱重傳感器是一種知識(shí)密集型和技巧 密集型多學(xué)科綜合性的高技術(shù)產(chǎn)品。稱重傳感器作為地磅的關(guān)鍵部件，已深為人們所關(guān) 注。為減少或消除稱重傳感器的使用故障，制造廠家要下力研究應(yīng)變片、應(yīng)變膠、密封肢、 補(bǔ)償元件與彈性體對(duì)傳感器指標(biāo)的影響，改善制造工藝，提高制造水平和制造質(zhì)量，用戶要 改造現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，改進(jìn)操作方法，注重維護(hù)檢修等都是十分重要的。

—、概述

我國(guó)衡器工業(yè)已由傳統(tǒng)的機(jī)械衡器步人集傳 感器、微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的電子衡器新 階段，電子衡器已普遍應(yīng)用于各行各業(yè)。

地磅主要由稱重傳感器、稱重顯示儀表 和承載器等部分構(gòu)成。稱重傳感器是電子衡器的 核心部件，是一種知識(shí)密集型和技巧密集型多學(xué) 科綜合性的高技術(shù)產(chǎn)品。目前，我國(guó)的電子衡器， 仍以電阻應(yīng)變式測(cè)量原理為主，大量使用電阻應(yīng) 變式稱重傳感器。

稱重傳感器是稱重信息技術(shù)的前沿環(huán)節(jié)，如 果沒(méi)有其對(duì)原始信息進(jìn)行可靠的采集和轉(zhuǎn)換，則 可靠的測(cè)量是難以實(shí)現(xiàn)的。電阻應(yīng)變式稱重傳感 器（以下簡(jiǎn)稱“稱重傳感器”）是一種用金屬?gòu)椥?體作為力——電轉(zhuǎn)換功能的計(jì)量器具。稱重傳感 器作為地磅的關(guān)鍵部件，已深為人們所關(guān)注。 為減少或消除稱重傳感器的使用故障，制造廠家 要下力氣研究應(yīng)變片、應(yīng)變膠、密封膠、補(bǔ)償元 件與彈性體對(duì)傳感器指標(biāo)的影響，改善制造工藝， 提高制造水平和制造質(zhì)量，用戶要改造現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境, 改進(jìn)操作方法，注重維護(hù)檢修等，都是十分重要 的。以下是筆者在這方面的粗淺認(rèn)識(shí)。

二、稱重傳感器的使用特性

稱重傳感器由于其工作機(jī)理上涉及的學(xué)科交 錯(cuò)和元器件的交錯(cuò)，也就造成其故障成因的交錯(cuò) 和故障診斷的困難與復(fù)雜。
稱重傳感器的故障成因，大致可分為以下三 大類：

一是純機(jī)械構(gòu)件引起的故障——由彈性體引 起的；

二是電橋網(wǎng)絡(luò)線路引起的故障——由電橋及 線路引起的；

三是麵雛引?W由粘貼工藝引起的。

但無(wú)論哪類故障，都會(huì)通過(guò)“不平衡輸出”

反映出來(lái)。稱重傳感器使用故障的形成，也是由 稱重傳感器的技術(shù)結(jié)構(gòu)特性所決定的。

(一）稱重傳感器的技術(shù)結(jié)構(gòu)特性

稱重傳感器是一種以金屬?gòu)椥泽w作為力轉(zhuǎn)換 為電應(yīng)變的功能元件，它由彈性體、應(yīng)變計(jì)和測(cè) 量電路組成。它通過(guò)粘貼在彈性體敏感表面的電 阻應(yīng)變計(jì)，在外加電源的激勵(lì)下實(shí)現(xiàn)：力應(yīng)變電阻變化電信號(hào)變化等轉(zhuǎn)換。

稱重傳感器是一種典型的“機(jī)電一體化”器 件。“機(jī)電”兩者在稱重傳感器內(nèi)部的“結(jié)合點(diǎn)” 是應(yīng)變片和金屬?gòu)椥泽w敏感表面的粘貼膠層。所 以，稱重傳感器技術(shù)是一門涉及力學(xué)、電學(xué)、化 學(xué)等多門學(xué)科的邊緣學(xué)科。

由于稱重傳感器是由機(jī)械力學(xué)、電學(xué)、化學(xué) 等多門學(xué)科技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品，各種技術(shù)工藝對(duì)稱 重傳感器的使用特性都會(huì)產(chǎn)生影響。

(二）稱重傳感器的現(xiàn)場(chǎng)使用特性

稱重傳感器的“零點(diǎn)漂移” —

對(duì)于不同準(zhǔn)確度等級(jí)的稱重傳感器，其零點(diǎn) 溫度系數(shù)的技術(shù)指標(biāo)相應(yīng)是不同的。如我國(guó)稱重 傳感器制造現(xiàn)行執(zhí)行的零點(diǎn)變化參數(shù)要求的規(guī)定 如表1所示。

表1

由上可見(jiàn)，環(huán)境溫度對(duì)不同等級(jí)的稱重傳感 器產(chǎn)生不同的影響。稱重傳感器在使用現(xiàn)場(chǎng)的環(huán) 境溫度狀況與生產(chǎn)制造時(shí)的補(bǔ)償作業(yè)、檢定作業(yè) 時(shí)的環(huán)境溫度狀況是相差甚遠(yuǎn)的，稱重傳感器在 使用現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的“溫漂”，大多是由溫度梯度引起 的。因此，在使用中發(fā)現(xiàn)稱重傳感器出現(xiàn)過(guò)大的 溫漂時(shí)，首先應(yīng)測(cè)試使用環(huán)境的溫度是否相對(duì)恒 定，應(yīng)采取措施在其周圍創(chuàng)造一個(gè)局部相對(duì)恒定 的溫度環(huán)境。

超載、偏載、側(cè)向沖擊力和碰撞引起的零 點(diǎn)變化

在使用中，如果施力平面與支承基面不平行， 偏載情況就會(huì)惡劣。偏載或超載會(huì)使彈性體某一 局部區(qū)段產(chǎn)生較大的塑性變形，零點(diǎn)就會(huì)突然變 大，如果偏載引起的局部應(yīng)力超出強(qiáng)度極限，則 會(huì)造成稱重傳感器的損壞。

側(cè)向沖擊力。在電子衡器的設(shè)計(jì)安裝時(shí)已考 慮了側(cè)向力的影響，各種承載機(jī)構(gòu)、限位裝置就 是針對(duì)使用中的側(cè)向力而設(shè)計(jì)的。側(cè)向力引起零 點(diǎn)突變，往往是事故性的。

現(xiàn)場(chǎng)電磁場(chǎng)干擾引起的零點(diǎn)變化

如使用現(xiàn)場(chǎng)的空間電磁場(chǎng)突然沖擊或變化， 致使在橋路網(wǎng)絡(luò)上或信號(hào)傳輸線上激起相當(dāng)量值 的感應(yīng)電勢(shì)會(huì)引起稱重傳感器的輸出波動(dòng)。

針對(duì)以上使用特性，使用單位應(yīng)該從供電電 源、環(huán)境溫度、機(jī)械結(jié)構(gòu)及機(jī)械操作等方面采取 措施，減少或消除對(duì)稱重傳感器的影響。

稱重傳感器在使用中的要求與故障診斷分析。

(一）稱重傳感器故障診斷方法

電子衡器的故障現(xiàn)象總是在系統(tǒng)的終端顯示 儀表表現(xiàn)出來(lái)，故障現(xiàn)象表現(xiàn)后，不要盲目地拆 卸稱重傳感器，應(yīng)采用相應(yīng)的方法找出故障點(diǎn)。

眾所周知，無(wú)論是工程上使用的復(fù)雜電子衡 器和測(cè)力系統(tǒng)，還是在實(shí)驗(yàn)室使用的試驗(yàn)裝置， 它們都是由一個(gè)或多個(gè)傳感器、機(jī)械裝置、系統(tǒng) 中間接線盒、傳輸電纜和檢測(cè)儀表組成的。現(xiàn)場(chǎng) 計(jì)控技術(shù)人員診斷傳感器故障時(shí)，首先應(yīng)判斷故 障來(lái)自測(cè)量系統(tǒng)的哪個(gè)環(huán)節(jié)。

(1)可采用以下簡(jiǎn)易方法進(jìn)行檢査

檢查機(jī)械裝置的安裝狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)和排除明 顯的機(jī)械故障；

用一臺(tái)同類型不同量程的高準(zhǔn)確度、小傳 感器當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器來(lái)測(cè)量判別顯示器是否有故障；

打開(kāi)中間接線盒，用一臺(tái)正常的儀表分別 檢測(cè)每只稱重傳感器的工作狀態(tài)，判斷某只稱重 傳感器是否有故障；

用電工三表或搖表檢查電纜是否受傷。

用以上方法縮小故障范圍，找出有故障的稱

重傳感器。對(duì)有故障的稱重傳感器應(yīng)作進(jìn)一步的 測(cè)試與分析，并及時(shí)了解故障發(fā)生時(shí)的運(yùn)行情況。 這一點(diǎn)很重要，因?yàn)榉Q重傳感器引起故障，常常 與違規(guī)操作使用、機(jī)械裝置異常或使用環(huán)境的變 化等因素有關(guān)，如果不加分析盲目地更換新的稱 重傳感器，當(dāng)類同情況再次發(fā)生時(shí)，會(huì)重蹈覆轍， 會(huì)接連損壞價(jià)格昂貴的稱重傳感器，給生產(chǎn)和經(jīng) 濟(jì)帶來(lái)更大的損失。

(2)采用監(jiān)測(cè)記錄、跟蹤比較、分析診斷的方 法，檢查稱重傳感器的“亞健康”狀態(tài)。掌握在 實(shí)際稱量工況條件下，傳感器從亞健康到故障的 時(shí)間間隙。對(duì)所有在線運(yùn)行的稱重傳感器可進(jìn)行 全面監(jiān)控，有效了解稱重傳感器在特定工況下的 生命周期。

(二）稱重傳感器現(xiàn)場(chǎng)使用的安裝要求

稱重傳感器的接地

地電位接地。局部地區(qū)的地電位，事實(shí)上 是經(jīng)常變動(dòng)的，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)地電位的變化，主要來(lái) 源于電器設(shè)備的漏電，電力線路的開(kāi)閉和電力設(shè) 備的負(fù)載變化及雷電的影響。

屏蔽與外殼接地。屏蔽接地粧的位置應(yīng)選 擇地電位恒定為零的地區(qū)，樁位應(yīng)盡量就近解決。

稱重傳感器有全封閉的金屬外殼，對(duì)粘貼在 彈性體上的應(yīng)變計(jì)及測(cè)量電路具有防潮作用，使 內(nèi)部器件不受電磁場(chǎng)干擾及防止熱幅射的防護(hù)作 用。為保證稱重傳感器本身有穩(wěn)定的零電位，不 受設(shè)備電位波動(dòng)的影響，除設(shè)備須安全接地外， 稱重傳感器外殼也應(yīng)單獨(dú)接地。

設(shè)置稱重傳感器大電流回流電纜，以防止 雷擊時(shí)或承載器上進(jìn)行電焊等操作時(shí)電流對(duì)稱重 傳感器的影響。

（2）機(jī)械安裝影響

對(duì)稱重傳感器的搬運(yùn)，應(yīng)輕拿輕放。沖擊、 碰撞、跌落都可能對(duì)稱重傳感器的計(jì)量性能造成

損害。

安裝稱重傳感器的底座，安裝面應(yīng)平整清 潔，不應(yīng)有油膜膠膜存在，應(yīng)進(jìn)行水平調(diào)整，尤 其是稱重傳感器多于3個(gè)以上的稱量系統(tǒng)，使用 中更應(yīng)調(diào)整各個(gè)稱重傳感器的水平一致。

稱重傳感器的加載方向都是確定的，使用 時(shí)一定要在此方向上加載，盡量避免橫向力、附 加彎矩扭矩的產(chǎn)生；枰臺(tái)上禁止長(zhǎng)期放置重物， 以防稱重傳感器產(chǎn)生“蠕變'

應(yīng)經(jīng)常檢查承載系統(tǒng)有無(wú)運(yùn)動(dòng)不順現(xiàn)象。 可用在秤臺(tái)上加、減約千分之一的額定負(fù)荷，觀 察顯示儀表是否有反映的方法來(lái)檢査可動(dòng)部件是 否被“沾污”或受卡。

四、重視制造技術(shù)與工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量, 是減少稱重傳感器使用故障的根本途徑。

制造技術(shù)與工藝，是稱重傳感器研制和批量 生產(chǎn)過(guò)程中最活躍、最積極的因素，是企業(yè)保證 產(chǎn)品質(zhì)量、提高競(jìng)爭(zhēng)能力和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要 手段。在稱重技術(shù)日趨先進(jìn)發(fā)達(dá)，電子衡器市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的今天，稱重傳感器制造企業(yè)更應(yīng) 重視制造技術(shù)與工藝所起的作用。

我國(guó)應(yīng)變式稱重傳感器生產(chǎn)工藝的主要問(wèn)題 是手工操作與控制成份大，人為的因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì) 量影響較大，生產(chǎn)效率低，不適合多品種、大批 量生產(chǎn)。

稱重傳感器的制造技術(shù)分為：

支持工藝技術(shù)：彈性體的鍛造、機(jī)械加工、 熱處理、表面處理等；

基礎(chǔ)工藝技術(shù)：應(yīng)變計(jì)、應(yīng)變膠、補(bǔ)償元 器件、防護(hù)密封材料等；

特殊工藝技術(shù)：殘余應(yīng)力釋放、老化及穩(wěn) 定處理等；

核心工藝技術(shù)：貼片、補(bǔ)償、密封、檢測(cè)

等。

通過(guò)制造技術(shù)與工藝的改進(jìn)，重點(diǎn)解決稱重 傳感器自身的“零點(diǎn)漂移”問(wèn)題，提高稱重傳感 器產(chǎn)品的穩(wěn)定性。稱重傳感器零點(diǎn)輸出的大小, 是制作工藝質(zhì)量、設(shè)計(jì)質(zhì)量的反映，也是潛在故 障的一種最明顯的體現(xiàn)。

稱重傳感器零點(diǎn)偏大，給傳感器的可靠性構(gòu) 成潛在危險(xiǎn)；零點(diǎn)的變化，也會(huì)使傳感器的穩(wěn)定 性失去保障，使用期間發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)偏大，肯定是故

障所致。

稱重傳感器零點(diǎn)的長(zhǎng)期穩(wěn)定，是稱重傳感器 可靠性和穩(wěn)定性中一項(xiàng)前提性的技術(shù)指標(biāo)。

五、結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，稱重傳感器技術(shù)取得了成功的應(yīng)用 和迅猛的發(fā)展，它正使國(guó)內(nèi)稱重領(lǐng)域經(jīng)歷一場(chǎng)深 刻的變革，各種電子衡器已成為可信任的稱重設(shè) 備。稱重傳感器作為電子衡器的關(guān)鍵部件，已深 為人們所關(guān)注。由于稱重傳感器其工作機(jī)理上涉 及學(xué)科交錯(cuò)和元器件交錯(cuò)，也就造成其故障成因 的交錯(cuò)和故障診斷的困難與復(fù)雜。為減少或消除 稱重傳感器的故障，除制造廠家應(yīng)下力氣研究應(yīng)

變片、應(yīng)變膠、密封膠、補(bǔ)償元件與彈性體對(duì)稱 重傳感器指標(biāo)的影響，改善制造工藝，提高制造 水平外，用戶應(yīng)改造現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，改進(jìn)操作方法， 注重維護(hù)檢修等都是十分重要的。減少稱重傳感 器的故障與損壞，是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重 要工作。