称重传感器故障检测步骤.docx
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称重传感器故障检测步骤
称重传感器故障检测步骤
发布者：
admin发布时间：
2009-4-7阅读：
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称重传感器故障检测步骤
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（包括秤体、传力件等静载荷）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所得值，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。
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（如果可能）或者与传感器公司的样本中相应数据，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由于其他原因导致的内部变化所致，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引出线和传感器本体（弹性体，外壳等）之间的阻抗。
注意，将传感器和接线盒以及仪表断开。
调试好绝缘测试箱（表），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≥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高于传感器内部电器元件的耐压值。
分析：
我们一般要求传感器引出线与弹性体间的绝缘阻抗≥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或内部连线绝缘层击穿受损。
传感器绝缘低的直接表现就是传感器输出不稳定，而且会随环境条件的变化而变化，甚至受打印机的工作干扰。
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万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，对比测试值与产品的合格证的数值；桥路对称度的确认是指用数字万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，在完全对称补偿的传感器中，该四组阻抗值的极差值不得大于lΩ（精度低的万用表该值不得大于2Ω）。
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l0～15VDC。
将传感器的输出端接在毫伏表上（或将万用表打在直流毫伏档），依据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基体脱落、内部断路等导致。
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。
本文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，以期能对我们的客户进行一些有效的帮助。
注：
应变式传感器对其应用环境依赖性很强，用户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，请用户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；
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。
我公司生产的传感器均按照我公司相关的技术标准生产，该产品详细的技术性能数据在随产品附送的合格证上，合格证上提供了详细的输入输出阻抗，绝缘阻抗，零点输出，输出灵敏度和正确的接线代码。
传感器检查表
公司名称 ：
联系人 ：
地址 ：
电话/传真：
日期 ：
传感器型号：
系列号 ：
量程 ：
简短描述传感器故障：
外观检查
标签 □OK □不稳 □脱落
外观 □像新的 □电缆线剪断 □电缆线脱落
□胶层破损 □弹性体变形 □弹性体摔伤
□盖板脱落 □盖板锈蚀 □弹性体锈蚀
使用环境 □有腐蚀 □无腐蚀 □不清楚
□潮湿环境 □干燥环境 □不清楚
其它
电气性能检查
测试项目
实测值
规格要求
结论
零点输出
mv/v
≤+/-1%FS
□OK□数值（ ）
输入阻抗
Ω
Ω+/-1%
□OK□数值（ ）
输出阻抗
Ω
Ω+/-1%
□OK□数值（ ）
输出-与输入+
Ω
差值≤+/-3Ω
□OK□数值（ ）
输入+与输出-
Ω
□OK□数值（ ）
绝缘阻抗
MΩ
≥5000MΩ
□OK□数值（ ）
损坏原因
□传感器受潮 □断路 □短路 □元件损坏 □过热 □大电流击穿
□过载 □严重锈蚀□电缆线破损□其他
处理办法
□进行进一步检查 □其他
□要求退货（保修期内）
□要求返修
签名
合格
超载
不合格
系统零点输出突变
检查零点输出
检查程序
合格
不合格
受潮
桥路同弹性体短接或接触
R≤1kΩ
零点输出随机跳动
检查绝缘阻抗
桥路断路
不合格
电子元件损坏
R∞
合格
秤显示
不正常
检查桥路阻抗
不合格
桥路断路
系统读数异常
查传感器输出
说明:
系统可能的故障
需要进行的检测
可能出现该情况的原因
检测说明
第一步：
零点输出检查
零点输出，顾名思义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（如果可能）或者我公司的样本中相应数据，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。
点图进入相册
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称重传感器-称重传感器的接线方式
称重传感器的出线方式有4线和6线两种，模块或称重变送器的接线也有4线和6线两种，要接4线还是6线首先要看你的硬件要求是怎样的，原则是：
能接6线的不接4线，必须接4线的就要进行短接。
一般的传感器都是六线制的，当接成四线制时，电源线（EXC-,EXC+）与反馈线（SEN-,SEN+）就分别短接了。
SEN+和SEN-是补偿线路电阻用的。
SEN+和EXC+是通路的，SEN-和EXC-是通路的。
EXC+和EXC-是给称重传感器供电的，但是由于称重模块和传感器之间的线路损耗，实际上传感器接收到的电压会小于供电电压。
每个称重传感器都有一个mV/V的特性，它输出的mV信号与接收到的电压密切相关，SENS+和SENS-实际上是称重模块内的一个高阻抗回路，可以将称重模块实际接收到的电压反馈给称重模块。
假设EXC+和EXC-为10V,线路损耗0.5V，传感器2mV/V，实际上传感器输出最大信号为（10-0.5）*2=19mV，而不是20mV。
此时称重模块内部就会把19mV作为最大量程，前提是传感器必须通过反馈回路把实际电压反馈给称重模块。
在称重模块上将EXC+与SENS+短接，EXC-与SENS-短接，仅限于传感器与称重模块距离较近，电压损耗非常小的场合，否则测量存在误差。
S型称重传感器PLD301
产品说明
S型称重传感器
型号：
PLD301量程：
100、150、200、250、300、500、1000、2000、5000（kg）
综合精度：
C2
安全过载范围：
150%极限过载范围：
200%
特点及用途
采用合金钢材质，胶密封防护处理。
使用方便，易安装。
适用于吊秤、配料秤、机改秤等电子测力称重系统。
接线方式
红输入+黑输入-白输出-绿输出+
电缆线采用四芯屏蔽电缆（φ5x3000mm）。
相关技术参数
综合误差:
0.03%F.S
输出阻抗:
350±3Ω
灵敏度:
2±0.02mv/v
绝缘电阻:
≥5000MΩ（100VDC）
非线性:
0.03%F.S
激励电压:
9~12VDC
滞后:
0.03%F.S
温度补偿范围:
-10~+40℃
重复性:
0.02%F.S
使用温度范围:
-20~+55℃
蠕变:
0.03%F.S/10min
零点温度影响:
0.03%F.S/10℃
零点输出:
±1%F.S
灵敏度温度影响:
0.03%F.S/10℃
输入阻抗:
350±5Ω
防护等级:
IP66
外形尺寸
型号
量程（kg）
A
B
C
M
301
10~50
50.8
12.7
64
M8
100~500
50.8
19
76
M12*1.75
750~1500
50.8
25.4
76
M12*1.75
2000~5000
76.2
25.4
108
M18*1.5
301B
250~500（lb）
50.8
19
76
1/2-20UNF
301C
20~100
50
12.5
62
M6
150~1000
50
25
62
M12*1.25
1500~3000
75
27
100
M20*1.5
5000
90
40
140
M24*2
301S
1000~3000
60
30
80
M16
如何选用传感器
称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。
用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。
环境给传感器造成的影响主要有以下几个方面：
（1）高温环境对传感器造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。
对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器；另外，必须加有隔热、水冷或气冷等装置。
（2）粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。
在此环境条件下应选用密闭性很高的传感器。
不同的传感器其密封的方式是不同的，其密闭性存在着很大差异。
常见的密封有密封胶充填或涂覆；橡胶垫机械紧固密封；焊接（氩弧焊、等离子束焊）和抽真空充氮密封。
从密封效果来看，焊接密封为最佳，充填涂覆密封胶为量差。
对于室内干净、干燥环境下工作的传感器，可选择涂胶密封的传感器，而对于一些在潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器，应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。
（3）在腐蚀性较高的环境下，如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响，应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩，抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。
（4）电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。
在此情况下，应对传感器的屏蔽性进行严格检查，看其是否具有良好的抗电磁能力。
（5）易燃、易爆不仅对传感器造成彻底性的损害，而且还给其它设备和人身安全造成很大的威胁。
因此，在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提出了更高的要求：
在易燃、易爆环境下必须选用防爆传感器，这种传感器的密封外罩不仅要考虑其密闭性，还要考虑到防爆强度，以及电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。
其次对传感器数量和量程的选择。
传感器数量的选择是根据电子衡器的用途、秤体需要支撑的点数（支撑点数应根据使秤体几何重心和实际重心重合的原则而确定）而定。
一般来说，秤体有几个支撑点就选用几只传感器，但是对于一些特殊的秤体如电子吊钩秤就只能采用一个传感器，一些机电结合秤就应根据实际情况来确定选用传感器的个数。
传感器量程的选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定。
一般来说，传感器的量程越接近分配到每个传感器的载荷，其称量的准确度就越高。
但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷，因此选用传感器量程时，要考虑诸多方面的因素，保证传感器的安全和寿命。
传感器量程的计算公式是在充分考虑到影响秤体的各个因素后，经过大量的实验而确定的。
公式如下：
C＝K-0K-1K-2K-3（Wmax＋W）/N
C—单个传感器的额定量程；W—秤体自重；Wmax—被称物体净重的最大值；N—秤体所采用支撑点的数量；K-0—保险系数，一般取值在1.2～1.3之间人；K-1—冲击系数；K-2—秤体的重心偏移系数；K-3—风压系数。
例如：
一台30t电子汽车衡，最大称量是30t，秤体自重为1.9t，采用四只传感器，根据当时的实际情况，选取保险系数K-0＝1.25，冲击系数K-1＝1.18，重心偏移系数K-2—＝1.03，风压系数K-3＝1.02，试确定传感器的吨位。
解：
根据传感器量程计算公式：
C＝K-0K-1K-2K-3（Wmax＋W）/N
可知：
C＝1.25×1.18×1.03×1.02×（30＋1.9）／4
＝12.36t
因此，可选用量程为15t的传感器（传感器的吨位一般只有10T、15T、20t、25t、30t、40t、50t等，除非特殊订做）。
根据经验，一般应使传感器工作在其30%～70%量程内，但对于一些在使用过程中存在较大冲击力的衡器，如动态轨道衡、动态汽车衡、钢材秤等，在选用传感器时，一般要扩大其量程，使传感器工作在其量程的20%～30%之内，使传感器的称量储备量增大，以保证传感器的使用安全和寿命。
再次，要考虑各种类型传感器的适用范围。
传感器型式的选择主要取决于称量的类型和安装空间，保证安装合适，称量安全可靠；另一方面，要考虑厂家的建议。
厂家一般会根据传感器的受力情况、性能指标、安装形式、结构型式、弹性体的材质等特点规定传感器的适用范围，譬如铝式悬臂梁传感器适用于计价秤、平台秤、案秤等；钢式悬臂梁传感器适用于料斗秤、电子皮带秤、分选秤等；钢质桥式传感器适用于轨道衡、汽车衡、天车秤等；柱式传感器适用于汽车衡、动态轨道衡、大吨位料斗秤等。
最后，还要对传感器准确度等级进行选择。
传感器的准确度等级包括传感器的非线形、蠕变、蠕变恢复、滞后、重复性、灵敏度等技术指标。
在选用传感器的时候，不要单纯追求高等级的传感器，而既要考虑满足电子秤的准确度要求，又要考虑其成本。
对传感器等级的选择必须满足下列两个条件：
1.满足仪表输入的要求。
称重显示仪表是对传感器的输出信号经过放大、A／D转换等处理之后显示称量结果的。
因此，传感器的输出信号必须大于或等于仪表要求的输入情号大小，即将传感器的输出灵敏度代人传感器和仪表的匹配公式，计算结果必须大于或等于仪表要求的输入灵敏度。
传感器和仪表的匹配公式：
传感器输出灵敏度*激励电源电压*秤的最大称量
秤的分度数*传感器的个数*传感器量程
例如：
一称量为25kg的定量包装秤，最大分度数为1000个分度；秤体采用3只L—BE—25型传感器，量程为25kg，灵敏度为2.0±0.008mV／V，拱桥电压力12V；秤采用AD4325仪表。
问采用的传感器能否与仪表匹配。
解：
经查阅，AD4325仪表的输入灵敏度为0.6μV／d，因此根据传感器和仪表的匹配公式可得仪表的实际输入信号为：
2×12×25／1000×3×25＝8μV／d＞0.6μv／d
所以，采用的传感器满足仪表输入灵敏度的要求，能够与所选仪表匹配。
2.满足整台电子秤准确度的要求。
一台电子秤主要是由秤体、传感器、仪表三部分组成，在对传感器准确度选择的时候，应使传感器的准确度略高于理论计算值，因为理论往往受到客观条件的限制，如秤体的强度差一点，仪表的性能不是很好、秤的工作环境比较恶劣等因素都直接影响到秤的准确度要求，因此要从各方面提高要求，又要考虑经济效益，确保达到目的
一、概述
随着经济的快速发展，全电子汽车衡作为一种称重计量设备被广泛应用到工矿企业中。
目前，我国在动态、静态电子衡上大量使用的称重传感器为电阻应变式称重传感器。
作为电子衡器核心部件的称重传感器，担负着对原始称重信息的采集与转换。
称重传感器由弹性体、应变计、检测电路三部分组成。
其质量的好坏直接关系到衡器的准确度及正常运行。
下面，结合生产实际，就称重传感器的故障现象、故障检测方法、故障原因分析及解决办法（或用措施）与同行们进行交流探讨。
二、称重传感器的故障现象
作为电子衡器的关键部件的称重传感器由于制造材料、制造工艺、安装方法、使用条件、安装环境等影响，因传感器故障造成衡器故障的现象归纳起来主要表现为：
1.空载或称重过程中,显示数据不稳定、跳变。
2.零位漂移。
3.加载后无显示。
4.空载时显示数据过大。
5.称重后不回零。
6.重复性、线性、灵敏度差。
三、称重传感器故障常用检测方法
当电子衡器出现故障现象后，我们可通过手摸眼看表测等方法，确定仪表无故障和秤体处于完好状态后，可做偏载测试以初步判断哪只传感器存在故障。
对传感器好坏的检测，可以借助万用表、示波器、毫伏发生器等工具仪表对其性能、技术参数进行测量，与生产厂家使用说明书提供及平时检修总结出来的技术数据进行对比，从而找出发生故障的传感器，具体的检测方法有：
1.阻抗判断法：
切断工作电源，逐个将传感器的输出、输入线拆开，若用万用表测量输出、输入阻抗和信号电缆各芯与屏蔽层的绝缘性能下降，即可判断出该只传感器有故障。
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