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称重传感器的故障类型及解决方法
发布时间:2015-11-17作者:来源:浏览次数:1367

敏感元件(各种结构的弹性元件)、转换元件(各种结构类型的电阻应变计)和测量电路(电桥电路及各项补偿与调整电路)是称重传感器的三大组成部分,其中任何一部分出现故障都将对称重传感器总体稳定性和可靠性产生影响。

    称重传感器是知识密集型、技术密集型和技巧密集型的高技术产品,主要体现在它的高技术性和高技巧性。

    高技术性是指研制和生产所涉及的内容离散大,技术密集程度高,边缘学科色彩浓,是多种学科和技术相互交叉、相互渗透的结晶。

    高技巧性是指工艺复杂,难度较大,对工艺装备、检测手段、职工素质要求高,是支持工艺、基础工艺、核心工艺和特殊工艺的科学运用和集成。

    这就造成了称重传感器故障的多项性和复杂性以及故障原因的综合性和交错性,给故障诊断和故障机理分析带来了较大困难。称重传感器的故障诊断、故障分析过程,就是灵活运用称重传感器基础理论知识与集成分析各项工艺技术,采用科学推理方法诊断和分析各种故障、查找故障原因、摸清故障的内在规律,不断加深和丰富对称重传感器设计与制造技术认识的过程。

    按传统的可靠性分析方法,称重传感器的故障大致分为五种类型:

    1.电桥电路故障

    称重传感器电桥电路中的每个元器件都按其功能发挥作用,这些元器件工作特性任何细微地变化都将引起屯桥输出信号变化而产生测量误差。同样电桥电路中的零点温度补偿、零点输出调整、非线性补偿、灵敏度温度补偿、灵敏度标准化调整和输入、输出电阻标准化调整等电路故障或补偿电阻变化,也将直接影响称重传感器的称量准确度和工作可靠性。即使是焊接密封的称重传感器,也可以通过测量电缆线各芯线之间的电阻值,判断电桥各桥臂电阻应变计、电路补偿与调整电阻的质量状态。圆柱式称重传感器电桥电路故障判断测量端点图。

    称重传感器的绝缘破坏和雷击破坏故障均会造成电桥电路损坏.其中绝缘破坏或绝缘下降是电桥电路的较常见故障。

    2.转换元件故障

    称重传感器应变电阻转换元件故障,即电阻应变计、焊线端子、应变胶粘剂固化与后固化故障。电阻应变计的工作原理与制造工艺决定了它必然产生缺陷,应用于称重传感器时,如果制造工艺缺乏科学性、合理性,就会埋下故障隐患。粘贴电阻应变计的应变胶粘剂是以环氧树脂和环氧酚醛树脂为黏料的无溶剂型胶黏剂,只有在规定温度下、一定时间内,胶黏剂本身黏结固化并与弹性元件表面产生附着作用而牢不好.产生过固化将使胶层变脆、黏结强度减小、疲劳寿命降低;欠固化会使胶层分子键聚合不牢固,出现蠕滑效应,蠕变大。

    3.技术性能故障

    称重传感器的质量评定方法是建立总误差带的质量评定概念,以分度数表示准确度分类。其最大允许误差包括由非线性、滞后误差和温度对输出灵敏度的影响。准确度等级考核的主要质量指标,对于C级和D级称重传感器,主要是称重传感器误差(EL)、重复性误差(ER)、温度对最小静载荷输出的影响(CM)、称重传感器蠕变误差( CC)、最小静载荷输出恢复值(CVDL()R)等。称重传感器的零点输出不稳定、零点漂移较大的故障、非线性误差超差故障、滞后误差超差故障等都将使称重传感器的准确度超差。

    4.防护与密封故障

    防护与密封是称重传感器生产工艺流程中的主要工序,防护与密封不良将埋下故障隐患,将彻底丧失所有工序的工艺成果。特别是采用表面密封和盲孔灌封的称重传感器,由于密封材料选择或配制不当,耐湿性和耐老化能力下降.使防护与密封剂胶层吸收空气中的水分而膨胀增塑,造成电阻应变计及应变胶黏剂的黏结强度和刚度急剧降低,引起绝缘电阻下降、零点漂移等多种故障。

    5.总体结构与耐件故障

    总体结构与附件故障主要表现在总体结构设计不够合理,弹性元件应变区外还有最大应力或应力集中处,埋下性能波动隐患。弹性元件金属材料的选择只追求经济性,而忽视功能性,是引发此类故障的重要原因,如动态公路车辆轴重秤用的悬臂剪切梁式称重传感器,其弹性元件材料选用40 Cr钢,结果因强度储备不够,在动态称重过程中断裂。与此同时,称重传感器压垫、压头等附件的金属材料,接触表面形状、硬度、粗糙度设计与选择不当,也将引发故障。固结合才能保证粘贴质量。若固化温度、升温速率、保温时间三者关系处理。

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