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電子地磅稱重載體主要誤差源分析
在檢修大噸位地磅時(shí)，由于砝碼數(shù)量不足， 萬用表的顯示分度值太大,很難斷定有線性故障或傳感 器信號系統(tǒng)輕微漏電的地磅的故障位置。當(dāng)稱重 儀表出現(xiàn)線性誤差故障時(shí)，不加載滿量程砝碼是無法判 斷的。JJG649-1990《數(shù)字稱重顯示器(試行)》檢定規(guī)程 規(guī)定：“在工作條件下，顯示器的大允差相應(yīng)于配用衡 器大允差的0.7倍，”也就是說，地磅的誤差中 稱重儀表占70%，由稱重儀表引入的誤差遠(yuǎn)大于傳感器 誤差，所以稱重儀表的誤差是不可忽視的。當(dāng)稱重傳感 器、接線盒、電纜由于某種原因緣性能下降時(shí),會直接 影響地磅的穩(wěn)定性、線性，大大降低地磅 稱量的準(zhǔn)確度。因此，當(dāng)?shù)匕跤泄收蠒r(shí)，使用 模擬電子秤檢測分析儀進(jìn)行故障判斷與分析，它可以快 速地檢測出稱重儀表的線性、判斷出傳感器等的任何故 障位置，從而大大提高工作效率。下面通過實(shí)驗(yàn)作進(jìn) 步的分析：
、稱重儀表主要誤差源分析
1.容易產(chǎn)生誤差的電子元器件
(1)mV放大器：集成運(yùn)算放大器、輸人電阻、濾波電 容、反饋電阻、反饋電容等。
(2)A/D轉(zhuǎn)換:A/D轉(zhuǎn)換芯片、基準(zhǔn)源、積分電容。
(3)激勵(lì)電壓源。
(4)輸出輸人接口。
2.誤差源分析
以上電子元器件無論是參數(shù)改變還是變值損壞，都 會給稱重儀表引入誤差。有的器件參數(shù)改變會嚴(yán)重改變 線性，般小于50%大量程標(biāo)定是發(fā)現(xiàn)不了的。例如 集成運(yùn)算放大器，由于內(nèi)部器件參數(shù)改變或外圍器件參 數(shù)改變導(dǎo)致中點(diǎn)電壓改變,進(jìn)而導(dǎo)致集成運(yùn)算放大器提 前進(jìn)人飽和區(qū)或截止區(qū)，又引起量程變窄，上*程出 現(xiàn)非線性狀態(tài)。又如積分電容變質(zhì)，且在不同的頻率下 電容的容量值不同，且導(dǎo)致不同的量程線性不同。
3.實(shí)驗(yàn)
1臺100t的地磅，故障現(xiàn)象為60t以下不超差， 大于60t開始超差，而且隨載荷增加，誤差遞增。使用模; 擬電子秤檢測分析儀對稱重儀表進(jìn)行檢測。
檢測結(jié)果:60t以下不超差,80t時(shí)超差-200kg，100t時(shí) ,超差-1200kg。對稱重儀表進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)運(yùn)算放大器中 點(diǎn)電壓嚴(yán)重偏離，更換運(yùn)算放大器芯片故障即可排除。
實(shí)驗(yàn)證明：由于運(yùn)算放大器中點(diǎn)電壓的偏離，會導(dǎo) 致運(yùn)算放大器在大于60t時(shí)開始進(jìn)人飽和區(qū)，放大倍數(shù) 呈非線性急劇下降，從而造成量程上限嚴(yán)重超差。用模擬電子秤檢測分析儀檢測稱重儀表，其測試曲線如圖1 所示。
二、稱重載體主要誤差源分析
1.容易產(chǎn)生誤差的電子元器件
(1)輸入接口。
(2)總線電纜。
(3)接線盒。
(4)傳感器。
(5)秤臺。
(6)限位器。
微漏電與傳感器疲勞過度、應(yīng)變片覆膠等引人的誤差很難判斷。使用萬用表測量只能測出電纜的通斷或傳感器橋臂之間的阻抗，但是無法檢測傳感器橋臂之間的輕微漏電。
2.故障現(xiàn)象
稱重儀表顯示值跳變不穩(wěn)。
3.模擬電子秤檢測分析儀檢測結(jié)果
有1只傳感器激勵(lì)端與信號端輕微漏電
4.檢測分析
1臺100t地磅，使用容量為30000kg的傳感器 8只，激勵(lì)電壓:5V，稱重儀表顯示分度值:20kg，傳感器 靈敏度:2mV/V。
檢測分析結(jié)果如下：
傳感器總輸出=2mV/Vx5V=10mV
分度值的信號=分度值*傳感器總輸出*1000/傳感器容量*傳感器總數(shù)= 20kgxlOmVxlOOO /30000kg*8= 0.833UV/d.
使用模擬電子秤檢測分析儀檢測出1只傳感器有故 障。對這只有故障的傳感器作進(jìn)步檢測，發(fā)現(xiàn)有(0? 100)kg的漂移，即
漂移分度值=100kg/20kg=5d
漂移的信號值=5*0.833uv/1000=0.004165mV
使用小分度為O.lmV的3 1/2數(shù)字萬用表200mV擋檢測，則
萬用表的檢測能力=0.1mv*1000/0.833uv=120d，即2400kg。
如果考慮萬用表的量化誤差，萬用表的檢測漂移能 力就應(yīng)該大于3500kg。但是,經(jīng)以上分析，100t地磅傳感器輕微漏電，會導(dǎo)致輸出瞬間漂移小于3500kg, 所以用萬用表無法檢測。
三、結(jié)束語
當(dāng)?shù)匕醭霈F(xiàn)故障時(shí)，小于50%大量程不 超差，大于50%大量程嚴(yán)重超差，不使用用儀器 很難判斷是由稱重儀表還是由傳感器引人的誤差。 大噸位地磅的線性超差是常見的，衡器檢定 機(jī)構(gòu)只使用少量砝碼是檢測不出來的，在使用中，稱 重儀表的非線性給地磅帶來的誤差，經(jīng)常誤 判為地磅基礎(chǔ)變形或底部托靠，導(dǎo)致大噸位 超差。在沒有大噸位砝碼的情況下，對稱重儀表作線 性校準(zhǔn)是。
上篇：地磅用稱重傳感器及顯示儀表的選擇