電子秤是社會貿易、生產經營活動中用于稱重計量的主要設備,隨著模擬稱重傳感器和計算機技術在衡器上的應用,電子秤使用領域越來越廣泛和普及。本文介紹了電子秤工作原理和失準校正方法。
電子計價秤采用的是剪應力梁式傳感器,梁的橫截面加工 成工字形。電阻應變片粘貼在工字形的中性層金屬彈性體表 面上。根據材料力學理論可知,當同一大小的力在梁上的作用 點左右移動時,中性層的彎矩要發生變化。與彎矩成正比的彎 曲應力也隨之變化.而梁上的切力所引起的剪應力與梁的彎矩 無關。因此,剪應力梁式傳感器可以消除作用點變化引起的誤 差。(如下圖)
電子計價秤傳感器上有4個電阻應變片,接成橋式測量電 路,其中對角線的兩點接上直流電源(+12V,地),另一對角線 的兩點接上電測儀表。如果在彈性體上加上一重量,電阻將同 彈性體一起產生彈性變形,應變片的阻值將發生變化.通過測 量電阻應變片阻值的變化。就可以間接測得外力重量。橋式 電路可以靈敏、精確地測量10-3~10-6數量級的微小電阻變 化,電測儀表便可以反映出10-3?10-6數量級的微小的電壓變 化,從而實現了重量一信號之間的線性變化。(如下圖)
一、傳感器失準的原因及產生的相應故陣
傳感器是由彈性體和電阻應變片兩部分組成.彈性鋼體的 強度、塑韌性和綜合機械性能的優劣,直接影響著傳感器的測 量準確度、線性度和穩定性。當電子計價秤的臺面上受到大負 荷外力的沖擊或者超載使用.使傳感器的彈性體超出了彈性極 限,即產生塑性變形,隨之傳感器輸出的空載電壓(mv)信號發 生過髙或過低的變化,零點產生移動,使其失準。久而久之,便 導致電子計價秤產生“不復位”故障。
二、判定傳感器永久性損壞和塑性變形失準的方法
傳感器空載輸出電壓信號在4mV左右。加載后輸出電壓 信號在4mV~25mV之間.線性工作區在5mV~20mV之間。實驗 表明:傳感器輸出的空載信號大于25mV或小于2.5mV時.電子 計價秤都會產生“不復位”故障。出現“不復位”故障應首先判 定傳感器是永久性損壞,還是塑性變形失準,其步驟如下:
采用3位半數字式萬用表測量傳感器的加載輸人/輸出 的電壓信號,并認真詳細記錄測量結果。
按《非自動秤通用檢定規程》加放負載,測傳感器的輸出 電壓信號’若沒有變化,表明傳感器已永久性損壞,不能修復. 只能更換。
按《非自動秤通用檢定規程》加放負載,測傳感器的輸出 電壓信號,若有變化,根據測量結果判斷其線性度和穩定性是 否有變。不變為塑性變形失準,可以校正修復,有變為永久性 損壞,不能修復,只能更換。
三、傳感器塑性變形失準的校正方法
傳感器塑性變形后,其空載輸出的電壓信號有兩種情況: 一是空載輸出的電壓信號大于25mV; 二是空載輸出的電壓信 號小于2.5mV。下面分別介紹這兩種輸出的校正方法。
傳感器空載輸出的電壓信號大于25mV.表明零點過高. 可以采用分流的方法減小輸人信號進行校正.校正的方法是:
(1)電子計價秤加電預熱15分鐘,顯示不復位信號。(2)取下秤 盤和上蓋,雙手分別握住傳感器支架前面的兩個支撐點’用力 向上擎起不動,觀看電子計價秤顯示器,等待自動復位,進人稱 重狀態。(3)進人稱重狀態后,雙手松開自然還原支架位置.顯 示器重量窗口顯示的數據,就是需要校正的重量。(4)用800k 以上的精密可調電阻接在傳感器的輸出端和地之間.從大向小 的方向進行調整.同時監視電子計價秤顯示器,若開始自動復 位,進人稱重狀態.記錄下該阻值的大小.取一近似該阻值的精 密金屬膜電阻(1/4W)換上即可。
傳感器空載輸出的電壓信號小于2.5mV,表明零點過低, 可以采用倍流的方法加大輸人信號進行校正。校正的方法是:
(1)電子計價秤預熱15分鐘,顯示不復位信號。(2)在秤盤上按 《非自動秤通用檢定規程》加放Ml等級標準砝碼,同時監視顯 示器.等待電子秤自動復位進人稱重狀態。(3)進人稱重狀態 后,秤盤上的砝碼量就是需要校正的重量。(4)用800k以上的 精密可調電阻接在傳感器的輸出端和+12V之間,從小向大的方向進行調整.觀看電子計價 秤顯示器。若開始自動復位,進人稱重狀態,記錄下該阻值的 大小.取一近似該阻值的精密金屬膜電阻(1/4W)換上即可。