電子汽車衡偏載調(diào)試技術(shù)的研究與實(shí)施

(天津鋼管集團(tuán)股份有限公司 天津 300000)

一、現(xiàn)狀分析

我公司有12臺電子汽車衡，承擔(dān)著每月一百多萬噸的檢斤計量任務(wù)，由于長時間超負(fù)荷的使用有些汽車衡的進(jìn)度出現(xiàn)明顯的下降。中、大型電子電子汽車衡均由幾個電阻應(yīng)變式稱重傳感器(以下簡稱為稱重傳感器)組成，而稱重顯示儀表則僅用一塊。對于幾個稱重傳感器組秤的聯(lián)接有二種方式，即串聯(lián)組秤和并聯(lián)組秤。由于電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，單片機(jī)的普及，稱重儀表的輸入靈敏度等性能的極大提高，完全滿足了并聯(lián)組秤的技術(shù)要求，所以從上世紀(jì)80年代國內(nèi)也淘汰了串聯(lián)組秤，普遍采用并聯(lián)組秤方式。

然而由于電子汽車衡受土建施工和機(jī)械安裝的影響，特別是長期使用造成基礎(chǔ)和機(jī)械變形易造成各個稱重傳感器受力的不均勻。加之稱重傳感器的制造時雖經(jīng)電路補(bǔ)償與調(diào)整，各項(xiàng)參數(shù)也不可能做到完全一致。這樣有可能會給用多個稱重傳感器并聯(lián)工作的電子汽車衡帶來不能接受的偏載誤差。

二、確立目標(biāo)

通過此次質(zhì)量攻關(guān)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度都有明顯的提高，精度提高1倍以上，順利通過天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院的檢定，不發(fā)生一起計量疑異。

三、項(xiàng)目攻關(guān)方法及采取的措施

(一)分析汽車衡偏載調(diào)試技術(shù)的原理：

1.多個稱重傳感器并聯(lián)的電路

多個稱重傳感器并聯(lián)連接電路如圖一所示。多個稱重傳感器的輸入端并聯(lián)，由稱重儀表里的直流穩(wěn)壓電源供電作為橋壓，輸出端也并聯(lián)，輸出信號電壓至稱重儀表。

圖一

n只稱重傳感器并聯(lián)輸出的等效電路如圖二。ei為第i個稱重傳感器輸出端開路的輸出電壓。R0i為第i個稱重傳感器在電壓源短路的輸出電阻。e為n個稱重傳感器并聯(lián)后的總的輸出電壓。

圖二

2.實(shí)用的調(diào)整電路

稱重傳感器并聯(lián)組秤時，常用的偏載誤差調(diào)整的方式如圖三所示。眾所周知，稱重傳感器生產(chǎn)制造時對各種技術(shù)參數(shù)的補(bǔ)償修正都是對稱調(diào)整實(shí)施的。例如靈敏度系數(shù)調(diào)整電阻就是以對稱形式連接在輸入端的兩邊。所謂電壓調(diào)節(jié)方式，實(shí)質(zhì)上是微調(diào)其靈敏度系數(shù)，故也應(yīng)該以對稱形式出現(xiàn)在輸入端。

圖三

上世紀(jì)90年代金鐘公司生產(chǎn)的靜態(tài)電子軌道衡就是采用圖三(a)方式，是在多個稱重傳感器輸入端各串接一對精密電位器(RW=20)，對多個稱重傳感器得到的激勵電壓作細(xì)微的調(diào)整，從而改變其靈敏度系數(shù)，以使各稱重傳感器的Ki/Roi比值趨于一致，消除偏載誤差。

圖三(b)為一進(jìn)口稱重設(shè)備上接線盒中的電路。一是在多個稱重傳感器輸出端串聯(lián)一對誤差小0.05%的精密電阻(2.5K～5K)。精密電阻阻值遠(yuǎn)大于稱重傳感器的輸出電阻，從而相對有效地減小稱重傳感器輸出電阻的離散程度。二是在輸入端兩邊對稱的串接三個小阻值的精密電阻，每個電阻有短接焊點(diǎn)，供調(diào)整之用。實(shí)質(zhì)上是改變每個稱重傳感器所得到的激勵電壓值的大小，微調(diào)其靈敏度系數(shù)，達(dá)到各稱重傳感器的Ki/Roi比值一致。實(shí)際使用情況表明，這種調(diào)整方法相對比用電位器(圖三(a))的長期穩(wěn)定性要好。上二種調(diào)整方式，在調(diào)試時要注意兩邊對稱調(diào)整。早期有些調(diào)整電路僅在輸入端單邊串接一只精密電位器，易造成稱重傳感器中點(diǎn)電位的差異，對輸出零點(diǎn)和稱量精度都會帶來影響，這是不提倡使用的。

圖三(c)是多個稱重傳感器并聯(lián)組秤普遍采用的一種調(diào)整電路。電阻R是為了防止電位器Rw短路而設(shè)，精密電阻Rg為隔離電阻，將各稱重傳感器經(jīng)調(diào)整后的電壓隔離開來，稱重傳感器輸出電壓經(jīng)過各自的隔離電阻，并聯(lián)起來送至稱重儀表。顯然，通過改變Rw可以使各個稱重傳感器輸出電壓趨于一致，加之隔離電阻也能起到減小稱重傳感器輸出電阻離散程度的作用，這樣有效的消除了偏載誤差。

(二)采取的對策與措施

1.選配稱重傳感器

因?yàn)槎鄠€稱重傳感器的靈敏度系數(shù)相等是并聯(lián)組秤的必備條件，所以要有意識的盡量選擇靈敏度系數(shù)和輸出電阻Ro的數(shù)值接近一致的稱重傳感器作為一組，供并聯(lián)組秤用。不要依賴有調(diào)整電路，隨意地取幾個進(jìn)行組合，這樣有可能會給偏載調(diào)試帶來麻煩。

2.檢查稱重傳感器受力情況

在實(shí)際調(diào)試時，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏載誤差較大時，應(yīng)首先檢查和排除因基礎(chǔ)施工和機(jī)械傳力機(jī)構(gòu)安裝不當(dāng)所造成的故障。比如固定稱重傳感器的承重底板的水平和高差是否達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，各稱重傳感器受力是否正確，找出產(chǎn)生偏載誤差的真正原因，不要輕率地就進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)橐话阏{(diào)整電路的可調(diào)范圍不大，這樣往往會無功而返，即使能夠調(diào)好也會留有隱患，尤其是對于新安裝的秤。

3.接線盒與稱重傳感器匹配的確認(rèn)

要檢查一下接線盒內(nèi)的調(diào)整電路是否與稱重傳感器的輸出電阻相匹配。接線盒(圖三C)是批量生產(chǎn)的通用標(biāo)準(zhǔn)配件，供輸出電阻為350～1000的多種稱重傳感器并聯(lián)組秤時，偏載調(diào)試用。但對于輸出電阻為4K的稱重傳感器就不適合了，需重新配置調(diào)整電路中的電阻。另外，接線盒中的多個電位器在調(diào)試前，應(yīng)注意檢查是否處于中間位置，以便可以向兩個方向調(diào)整。首先用約等于(Max/N-1)值的穩(wěn)定載荷把N個承重點(diǎn)檢測一遍，記錄下N個數(shù)據(jù)，然后依照“少數(shù)服從多數(shù)，向中間值靠攏”的原則進(jìn)行調(diào)試，這樣可使N個數(shù)據(jù)盡快趨于一致，順利完成偏載誤差的調(diào)試檢定工作。

四、項(xiàng)目完成后的效果

按著上述的方法和對策，我們選擇公司7#路南電子汽車衡進(jìn)行了偏載調(diào)試

調(diào)試前后數(shù)據(jù)表

從表中可以明顯看出,調(diào)試后實(shí)際誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于調(diào)試前的誤差,稱量精度得到了保證,用此方法逐步對所有汽車衡進(jìn)行了調(diào)試。

[1]閆立新.電子汽車衡偏載的調(diào)試方法.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)2007年第16期