稱重傳感器“亞健康”及早診斷的方法

上海香川電子衡器有限公司

【摘 要】 本文介紹一種及早準(zhǔn)確診斷稱重傳感器“亞健康”狀況的原理和方法步驟。

一、前言

隨著企業(yè)技改的不斷深入，電子衡器在工藝流程、工藝控制及結(jié)算計(jì)量中得到越來

越廣泛的應(yīng)用。電阻應(yīng)變式稱重傳感器（以下簡稱傳感器）是一種用金屬彈性體作為力

—電轉(zhuǎn)換功能的計(jì)量器具，傳感器是電子衡器的核心部件。由于傳感器本身固有的特性

和處在復(fù)雜惡劣的環(huán)境，它的故障呈現(xiàn)多樣性，復(fù)雜性的特點(diǎn)，故障發(fā)生率也更高。現(xiàn)

場(chǎng)判斷更換傳感器，不僅會(huì)影響正常的生產(chǎn)節(jié)奏，甚至?xí)鹦蒿L(fēng)、休爐、次品及無計(jì)

量等，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。維護(hù)人員希望有一種方法能在傳感器故障發(fā)生前提前

得到提醒。

經(jīng)過多年摸索，有一種方法可以及早準(zhǔn)確診斷稱重傳感器處在要壞還沒有壞（簡稱

“亞健康”）狀況，以提高維護(hù)的主動(dòng)性，達(dá)到“零故障”的維護(hù)目的。

二、原理及現(xiàn)象特征

稱重傳感器涉及力學(xué)、電學(xué)、化學(xué)等學(xué)科。故障成因復(fù)雜，判斷困難。在故障形成

前，能提前診斷稱重傳感器處在“亞健康”狀況，的確不是件容易的事。

稱重傳感器的故障按原理分大致分三類：A、彈性體引起的；B、電撟及線路引起

的；C、粘貼工藝引起的。但不管那類故障都會(huì)通過不平衡輸出反映出來。

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)輸出偏大，給傳感器的可靠性形成潛在危險(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)超大，肯定是故障所致。

稱重傳感器零點(diǎn)的長期穩(wěn)定，是傳感器可靠性穩(wěn)定性中一項(xiàng)前提性的技術(shù)指標(biāo)。

這些都是多年工作中對(duì)稱重傳感器故障形成的結(jié)論性認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過摸索，

發(fā)現(xiàn)對(duì)稱重傳感器的空秤輸出、空載輸出的信號(hào)變化，采用監(jiān)測(cè)、跟蹤、分析的方法，

就可以把握稱重傳感器“健康”的脈博，從“變化量”及早準(zhǔn)確診斷傳感器所處的“健康”狀況。同時(shí)也說明了空秤輸出，空載輸出的變化是稱重傳感器零點(diǎn)、線性度兩項(xiàng)重要技術(shù)

指標(biāo)的集中反映。

稱重傳感器處在“亞健康”狀況兩種最常見最敏感的現(xiàn)象特征：其一使用期間稱重顯

示表時(shí)常出現(xiàn)零點(diǎn)變化，但又能自動(dòng)回零，不影響稱重。其二使用期間加載標(biāo)準(zhǔn)重量時(shí)，

時(shí)常出現(xiàn)微小超差，但通過調(diào)整電位器可以恢復(fù)正常。有其中之一現(xiàn)象，說明秤體中存

在著“亞健康”的傳感器，怎樣去尋找，去診斷？

三、方法步驟

1、監(jiān)測(cè)

（1）對(duì)稱重傳感器空秤的監(jiān)測(cè)。在實(shí)際稱量工況條件下，承載器稱體（或承載稱

框）落位，各機(jī)械部件也就位。測(cè)量該秤每只傳感器在激勵(lì)電壓下的輸出值，按位置編

好號(hào)，作好記錄。這是傳感器空秤的輸出值。

（2）稱重傳感器空載的監(jiān)測(cè)。在實(shí)際稱重工況條件下，將該秤的每只傳感器置于

空載狀態(tài)，測(cè)量每只傳感器在激勵(lì)電壓下的輸出值，按位置編好號(hào)，作好記錄，這是傳

感器空載的輸出值。

同時(shí)測(cè)量傳感器的輸入阻抗，輸出阻抗與空載輸出一起與出廠時(shí)廠家給出的技術(shù)指

標(biāo)相比較。

（3）用標(biāo)準(zhǔn)重量加載校完秤后，最好也能在標(biāo)準(zhǔn)重量加載情況下，測(cè)量該秤的每

只傳感器的輸出值，按位置編好號(hào)，作好記錄，注明標(biāo)準(zhǔn)重量值。這是傳感器標(biāo)重輸出

值。

2、跟蹤

根據(jù)使用地點(diǎn)、場(chǎng)合、環(huán)境和其它情況確定下一次測(cè)量的時(shí)間間隙，對(duì)每只傳感器

的空秤輸出（或標(biāo)重輸出）、空載輸出進(jìn)行跟蹤測(cè)量。

（1）利用生產(chǎn)空隙，對(duì)秤的每只傳感器的空秤輸出、空載輸出進(jìn)行定期測(cè)量，有

條件可測(cè)量同一標(biāo)重下每只傳感器的標(biāo)重輸出。作好記錄，與原來的記錄進(jìn)行比較。

（2）當(dāng)傳感器的空秤輸出（或標(biāo)重輸出）、空載輸出變化大時(shí)，跟蹤的時(shí)間間隙應(yīng)

縮短，跟蹤的密度應(yīng)加大；當(dāng)其輸出長時(shí)間穩(wěn)定時(shí)，跟蹤間隙可適當(dāng)延長。

（3）同一載荷在秤的不同點(diǎn)（段）進(jìn)行自身比對(duì)，超差，測(cè)量每只傳感器的空秤

輸出、空載輸出，作好記錄，與原來記錄進(jìn)行比較。

在生產(chǎn)節(jié)奏快的稱量工況下常用此方法，了解秤的運(yùn)行狀況。

（4）當(dāng)呈現(xiàn)傳感器“亞健康”的現(xiàn)象特征時(shí)，要加大跟蹤每只傳感器的空秤輸出（或

標(biāo)重輸出）空載輸出的測(cè)量密度，作好記錄，與原來記錄進(jìn)行比較。

（5）對(duì)數(shù)字傳感器，用同樣的方法對(duì)其空秤內(nèi)碼值、空載內(nèi)碼值、標(biāo)重內(nèi)碼值進(jìn)

行監(jiān)測(cè)跟蹤，作好記錄。

3、分析診斷

根據(jù)比較，要結(jié)合稱量工況認(rèn)真分析，去偽求真。有針對(duì)性對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械部件的狀態(tài)

（卡碰等）進(jìn)行檢查，判斷是機(jī)械問題還是其它問題。是機(jī)械問題要及時(shí)糾正解決。傳

感器“亞健康”往往會(huì)伴隨一定的現(xiàn)象特征，要抓住此時(shí)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，作為分析的節(jié)

點(diǎn)，在比較中去發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)找出其內(nèi)在的規(guī)律，經(jīng)多次驗(yàn)證，形成診斷性指標(biāo)，指導(dǎo)今

后的維護(hù)工作。每個(gè)傳感器的類型、所處的稱量工況不同，反映出的“亞健康”狀況的指

標(biāo)大小也不相同。

例如：1臺(tái)方坯輥道秤經(jīng)過一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)跟蹤分析，初步了解其傳感器的“亞健康”

狀況的指標(biāo)：當(dāng)傳感器空秤輸出的變化值達(dá)到傳感器的激勵(lì)電壓數(shù)值所對(duì)應(yīng)的mv值的

50%～70%左右時(shí)，傳感器的性能開始變差，可以診斷該傳感器處在“亞健康”狀況。

四、結(jié)束語

此方法適用于電阻應(yīng)變式傳感器和數(shù)字傳感器。

通過這種方法可以方便掌握在實(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)行的傳感器可進(jìn)行全面監(jiān)控，有效了解傳感器在特定工況下的生

命周期，使備品備件工作更扎實(shí)有效，體現(xiàn)節(jié)約意識(shí)。

通過這種方法，在秤出現(xiàn)異常無法工作時(shí)，能非常快且準(zhǔn)確地進(jìn)行故障點(diǎn)的判斷，

減少搶修時(shí)間。此方法的推廣應(yīng)用，體現(xiàn)“零故障”的維護(hù)理念。