電阻應(yīng)變式稱重傳感器是一種將力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的機(jī)電元件，廣泛應(yīng)用于電子稱重領(lǐng)域，自動(dòng)控制和自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域等，是稱重和檢測(cè)系統(tǒng)的核心元器件。其定義、組成和工作原理如下：

　　定義：考慮到使用地點(diǎn)的重力加速度(g)和空氣浮力(f)的影響后，通過(guò)把其中一種被測(cè)量(質(zhì)量)轉(zhuǎn)換成另外一種被測(cè)量(輸出)來(lái)測(cè)量質(zhì)量的力傳感器。

　　被測(cè)量(質(zhì)量)稱重傳感器輸出

　　組成：敏感元件+傳感元件+測(cè)量電路

　　其中：敏感元件——彈性體;傳感元件——電阻應(yīng)變計(jì);測(cè)量電路——惠斯登電橋

　　工作原理：以金屬材料為轉(zhuǎn)換元件的電阻應(yīng)變計(jì)，其轉(zhuǎn)換原理是基于金屬電阻絲的電阻——應(yīng)變效應(yīng)。所謂應(yīng)變效應(yīng)是指金屬導(dǎo)體(電阻絲)的電阻值隨變形(伸長(zhǎng)或縮短)而發(fā)生改變的一種物理現(xiàn)象。如下圖所示：LDFLdF

　　1)受力前(F=0)電阻值2)受力后(F>0)電阻變化值

　　R=ρ·L/S (1)⊿R=R·Kε(2)

　　式中：R——金屬絲的電阻(Ω);式中：⊿R——電阻變化量;

　　ρ——金屬絲的電阻率(Ω*M); R——原始電阻值;

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　　第八屆全國(guó)稱重技術(shù)研討會(huì)

　　L——金屬絲的長(zhǎng)度(m); K——應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù);

　　S——金屬絲的橫截面積(m2)(πD2/4)ε——軸向應(yīng)變

　　D——金屬絲的直徑(m)

　　結(jié)論：金屬絲拉伸，電阻值增加;金屬絲壓縮，電阻值減小。

　　了解上述組成及原理后不難想象：電阻應(yīng)變式傳感器故障往往會(huì)因?yàn)橐恍┤藶榛蜃匀灰蛩負(fù)p壞，比如傳感器過(guò)載，沖擊，或不小心跌落，大力拽傳感器導(dǎo)線，雷擊或大電流通過(guò)傳感器，化學(xué)腐蝕，潮氣浸蝕或高粉塵環(huán)境以及傳感器內(nèi)部的元器件的老化等。直接導(dǎo)致的后果可能是稱重系統(tǒng)漂移，顯示不穩(wěn)定或不顯示數(shù)據(jù)等現(xiàn)象。下面主要介紹稱重系統(tǒng)一些常見(jiàn)的故障中有關(guān)傳感器部分檢測(cè)方法和步驟，供我們的廣大用戶在實(shí)際中參考應(yīng)用。

　　首先，在從稱重系統(tǒng)中拆除稱重傳感器前應(yīng)該仔細(xì)慎重地判別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和傳感器是否存在下列問(wèn)題：

　　1)檢查是否是系統(tǒng)傳力故障，可能由于灰塵，機(jī)械部位未對(duì)準(zhǔn)，元件傳力延緩等原因，而非傳感器故障;

　　2)檢查系統(tǒng)在傳力部位是否有損傷，銹蝕或者明顯的磨損;冬季應(yīng)注意傳感器傳力部位是否有結(jié)冰現(xiàn)象，影響系統(tǒng)的傳力和復(fù)位;

　　3)檢查系統(tǒng)的限位裝置是否工作，其間隙是否符合要求;

　　4)檢查傳感器電纜線與接線盒和顯示儀表連接是否正確，有無(wú)斷線或連接導(dǎo)線接觸不良的情形;重點(diǎn)檢查總線九芯插頭及接線盒內(nèi)的接線可靠性;

　　5)檢查接線盒和儀表是否有故障，尤其是接線盒中電位器和接線端子的情況;

　　6)檢查傳感器是否銹蝕、受潮(特別是貼片孔區(qū)域);傳感器電纜線的完整性;傳感器電纜線入口處的環(huán)境等。

　　※建議用戶配備下述的儀表設(shè)備作為檢測(cè)傳感器的必要的裝置：

　　A)高性能經(jīng)校準(zhǔn)的數(shù)字萬(wàn)用表(四位半以上)，檢查準(zhǔn)確度能達(dá)到±0.1Ω和±0.01mv,檢查傳感器的零點(diǎn)輸出和橋路完整性;

　　B)兆歐表(絕緣表)，測(cè)試傳感器的絕緣阻抗。推薦量程范圍50VDC下測(cè)試5000MΩ。

　　一般傳感器生產(chǎn)廠家均應(yīng)按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，該產(chǎn)品詳細(xì)的技術(shù)性能數(shù)據(jù)在隨產(chǎn)品附送的合格證上，合格證上提供了詳細(xì)的輸入/輸出阻抗，絕緣阻抗，零點(diǎn)輸出，輸出靈敏度和正確的接線代碼標(biāo)識(shí)等。

　　特別建議：傳感器企業(yè)要更快更準(zhǔn)確的對(duì)用戶退回的傳感器進(jìn)行分析反饋，應(yīng)需要廣大用戶的大力配合，建議通過(guò)下表形式將您在現(xiàn)場(chǎng)遇到的故障情況詳細(xì)做好記錄，隨產(chǎn)品或直接傳真給傳感器公司，以便對(duì)癥分析，反饋改善措施。提供如下樣表，供用戶參考。同時(shí)衡器企業(yè)也應(yīng)通過(guò)此表記錄情況對(duì)服務(wù)人員的工作情況作出一定的檢查。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　損壞原因

　　□傳感器受潮□斷路□短路□元件損壞□過(guò)熱□大電流擊穿

　　□過(guò)載□嚴(yán)重銹蝕□電纜線破損□其他：

　　處理辦法

　　□進(jìn)行進(jìn)一步檢查□其他：

　　□要求退貨(保修期內(nèi))

　　□要求返修

　　簽名(維護(hù)人)：

　　檢查程序：

　　說(shuō)明:系統(tǒng)可能的故障需要進(jìn)行的檢測(cè)可能出現(xiàn)該情況的原因電子元件損壞合格超載不合格系統(tǒng)零點(diǎn)輸出突變檢查零點(diǎn)輸出橋路斷路不合格R∞儀表顯示不正常檢查橋路阻抗不合格橋路斷路系統(tǒng)讀數(shù)異常查傳感器輸出不合格受潮橋路同彈性體短接或接觸R≤10kΩ零點(diǎn)輸出隨機(jī)跳動(dòng)檢查絕緣阻抗合格合格

　　4稱重科技2008·青島

　　檢測(cè)說(shuō)明：

　　第一步：零點(diǎn)輸出檢查

　　零點(diǎn)輸出，即傳感器在沒(méi)有載荷的情形下的輸出值，所有的載荷(包括秤體、傳力件等靜載荷)都必須去掉的情況下，測(cè)試傳感器的輸出。傳感器零點(diǎn)應(yīng)該是在傳感器設(shè)計(jì)安裝使用要求的狀態(tài)下測(cè)試所得值，防止傳感器本身自重帶來(lái)的錯(cuò)誤影響。傳感器應(yīng)該連接在穩(wěn)壓電源上，最好采用產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)或樣本中推薦使用的激勵(lì)電壓。測(cè)試紀(jì)錄傳感器的毫伏電壓輸出值，除以傳感器的激勵(lì)電壓，就得出傳感器的零點(diǎn)輸出值(mV/V)。比較這個(gè)輸出值與傳感器的合格證上的數(shù)值(如果可能)或者與傳感器公司的樣本中相應(yīng)數(shù)據(jù)，即可得出傳感器的零點(diǎn)輸出是否合格的結(jié)論。

　　分析：傳感器零位永久性的變化一般會(huì)因?yàn)閭鞲衅鞯某d或受瞬間沖擊導(dǎo)致。而如果傳感器的零位周期性的變化可能是由于應(yīng)變計(jì)受潮或由于其他原因?qū)е碌膬?nèi)部變化所致，當(dāng)然這種情況也可以檢測(cè)傳感器的絕緣阻抗和測(cè)試橋路電阻檢查出來(lái)。

　　第二步：測(cè)試絕緣阻抗

　　一般我們要求測(cè)試傳感器的引出線和傳感器本體(彈性體，外殼等)之間的阻抗。注意，將傳感器和接線盒以及儀表斷開(kāi)。調(diào)試好絕緣測(cè)試箱(表)，然后將表筆一端接傳感器的電纜線(輸出，輸入，屏蔽線等)，一端接傳感器的本體(彈性體，外殼等)。一般要求，該阻抗≥5000MΩ。

　　注意：不得使用絕緣箱的表筆測(cè)試傳感器的輸入，輸出阻抗，因?yàn)榻^緣箱的輸出電壓高于傳感器內(nèi)部電器元件的耐壓值。

　　分析：我們一般要求傳感器引出線與彈性體間的絕緣阻抗≥5000MΩ。絕緣值偏低可能是由于傳感器橋路受潮或局部橋路受損。特別低的絕緣阻抗(≤1KΩ)可能是傳感器受潮嚴(yán)重而導(dǎo)致橋路與彈性體短接或內(nèi)部連線絕緣層擊穿受損。傳感器絕緣低的直接表現(xiàn)就是傳感器輸出不穩(wěn)定，而且會(huì)隨環(huán)境條件的變化而變化，甚至受打印機(jī)的工作干擾。

　　第三步：測(cè)試橋路阻抗

　　測(cè)試橋路阻抗就是檢測(cè)傳感器橋路的完整性，檢測(cè)時(shí)，應(yīng)將傳感器同接線盒和其它測(cè)試設(shè)備斷開(kāi)。輸入和輸出阻抗測(cè)試是用數(shù)字萬(wàn)用表表筆依次在傳感器的輸入端頭和輸出端頭處量取阻抗值，對(duì)比測(cè)試值與產(chǎn)品的合格證的數(shù)值;橋路對(duì)稱度的確認(rèn)是指用數(shù)字萬(wàn)用表量取一個(gè)輸入端同一個(gè)輸出端間的阻抗，依次量取可以得出4組阻抗值，在完全對(duì)稱補(bǔ)償?shù)膫鞲衅髦校撍慕M阻抗值的極差值不得大于1Ω(精度低的萬(wàn)用表該值不得大于2Ω)。

　　分析：橋路阻抗的變化常常是由于橋路受損或斷開(kāi)，電子元器件失效或內(nèi)部短路。這可能是由于大電流或電壓(雷擊或焊接電流)擊穿燒毀電橋，或者由于沖擊或震動(dòng)疲勞導(dǎo)致，或者超高溫度等原因?qū)е隆?/P>

　　第四步：測(cè)試傳感器輸出

　　將傳感器單獨(dú)接在穩(wěn)壓電源上，使用激勵(lì)電壓10～15VDC。將傳感器的輸出端接在毫伏表上(或?qū)⑷f(wàn)用表打在直流毫伏檔)，依據(jù)傳感器的安裝使用狀態(tài)，在傳感器的加載端上加載，觀測(cè)傳感器#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　5第八屆全國(guó)稱重技術(shù)研討會(huì)的輸出變化。

　　分析：正常情形下，傳感器應(yīng)該有一個(gè)正向的輸出。如果傳感器的輸出異常，可能是由于傳感器接線錯(cuò)誤或者傳感器應(yīng)變計(jì)與彈性體基體脫落、內(nèi)部斷路等導(dǎo)致。

　　關(guān)于傳感器檢查表

　　文中向客戶提供了一份傳感器檢查表，意在指導(dǎo)我們的用戶進(jìn)行對(duì)傳感器的檢測(cè)，請(qǐng)盡可能按照該份表格填寫(xiě)檢測(cè)內(nèi)容。一方面，傳感器公司質(zhì)量分析人員可以依據(jù)該內(nèi)容判斷用戶使用中的故障內(nèi)容，從而對(duì)用戶方的使用進(jìn)行有目的性的指導(dǎo)、幫助;另一方面，對(duì)用戶退回的產(chǎn)品，傳感器公司可以依據(jù)用戶提供的表內(nèi)信息進(jìn)行有目的的判定，以提高分析的針對(duì)性和分析效率，加快信息反饋速度。最終希望能在雙向溝通交流中推動(dòng)我們傳感器及衡器基礎(chǔ)技術(shù)的良好發(fā)展。