稱(chēng)重傳感器是地磅的核心部件，稱(chēng)重傳感器是一種知識密集型和技巧 密集型多學(xué)科綜合性的高技術(shù)產(chǎn)品。稱(chēng)重傳感器作為地磅的關(guān)鍵部件，已深為人們所關(guān) 注。為減少或消除稱(chēng)重傳感器的使用故障，制造廠(chǎng)家要下力研究應變片、應變膠、密封肢、 補償元件與彈性體對傳感器指標的影響，改善制造工藝，提高制造水平和制造質(zhì)量，用戶(hù)要 改造現場(chǎng)環(huán)境，改進(jìn)操作方法，注重維護檢修等都是十分重要的。

—、概述

我國衡器工業(yè)已由傳統的機械衡器步人集傳 感器、微電子、計算機技術(shù)于一體的電子衡器新 階段，電子衡器已普遍應用于各行各業(yè)。

地磅主要由稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重顯示儀表 和承載器等部分構成。稱(chēng)重傳感器是電子衡器的 核心部件，是一種知識密集型和技巧密集型多學(xué) 科綜合性的高技術(shù)產(chǎn)品。目前，我國的電子衡器， 仍以電阻應變式測量原理為主，大量使用電阻應 變式稱(chēng)重傳感器。

稱(chēng)重傳感器是稱(chēng)重信息技術(shù)的前沿環(huán)節，如 果沒(méi)有其對原始信息進(jìn)行可靠的采集和轉換，則 可靠的測量是難以實(shí)現的。電阻應變式稱(chēng)重傳感 器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“稱(chēng)重傳感器”）是一種用金屬彈性 體作為力——電轉換功能的計量器具。稱(chēng)重傳感 器作為地磅的關(guān)鍵部件，已深為人們所關(guān)注。 為減少或消除稱(chēng)重傳感器的使用故障，制造廠(chǎng)家 要下力氣研究應變片、應變膠、密封膠、補償元 件與彈性體對傳感器指標的影響，改善制造工藝， 提高制造水平和制造質(zhì)量，用戶(hù)要改造現場(chǎng)環(huán)境, 改進(jìn)操作方法，注重維護檢修等，都是十分重要 的。以下是筆者在這方面的粗淺認識。

二、稱(chēng)重傳感器的使用特性

稱(chēng)重傳感器由于其工作機理上涉及的學(xué)科交 錯和元器件的交錯，也就造成其故障成因的交錯 和故障診斷的困難與復雜。
稱(chēng)重傳感器的故障成因，大致可分為以下三 大類(lèi)：

一是純機械構件引起的故障——由彈性體引 起的；

二是電橋網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路引起的故障——由電橋及 線(xiàn)路引起的；

三是麵雛引?W由粘貼工藝引起的。

但無(wú)論哪類(lèi)故障，都會(huì )通過(guò)“不平衡輸出”

反映出來(lái)。稱(chēng)重傳感器使用故障的形成，也是由 稱(chēng)重傳感器的技術(shù)結構特性所決定的。

(一）稱(chēng)重傳感器的技術(shù)結構特性

稱(chēng)重傳感器是一種以金屬彈性體作為力轉換 為電應變的功能元件，它由彈性體、應變計和測 量電路組成。它通過(guò)粘貼在彈性體敏感表面的電 阻應變計，在外加電源的激勵下實(shí)現：力應變電阻變化電信號變化等轉換。

稱(chēng)重傳感器是一種典型的“機電一體化”器 件。“機電”兩者在稱(chēng)重傳感器內部的“結合點(diǎn)” 是應變片和金屬彈性體敏感表面的粘貼膠層。所 以，稱(chēng)重傳感器技術(shù)是一門(mén)涉及力學(xué)、電學(xué)、化 學(xué)等多門(mén)學(xué)科的邊緣學(xué)科。

由于稱(chēng)重傳感器是由機械力學(xué)、電學(xué)、化學(xué) 等多門(mén)學(xué)科技術(shù)結合的產(chǎn)品，各種技術(shù)工藝對稱(chēng) 重傳感器的使用特性都會(huì )產(chǎn)生影響。

(二）稱(chēng)重傳感器的現場(chǎng)使用特性

稱(chēng)重傳感器的“零點(diǎn)漂移” —

對于不同準確度等級的稱(chēng)重傳感器，其零點(diǎn) 溫度系數的技術(shù)指標相應是不同的。如我國稱(chēng)重 傳感器制造現行執行的零點(diǎn)變化參數要求的規定 如表1所示。

表1

由上可見(jiàn)，環(huán)境溫度對不同等級的稱(chēng)重傳感 器產(chǎn)生不同的影響。稱(chēng)重傳感器在使用現場(chǎng)的環(huán) 境溫度狀況與生產(chǎn)制造時(shí)的補償作業(yè)、檢定作業(yè) 時(shí)的環(huán)境溫度狀況是相差甚遠的，稱(chēng)重傳感器在 使用現場(chǎng)出現的“溫漂”，大多是由溫度梯度引起 的。因此，在使用中發(fā)現稱(chēng)重傳感器出現過(guò)大的 溫漂時(shí)，首先應測試使用環(huán)境的溫度是否相對恒 定，應采取措施在其周?chē)鷦?chuàng )造一個(gè)局部相對恒定 的溫度環(huán)境。

超載、偏載、側向沖擊力和碰撞引起的零 點(diǎn)變化

在使用中，如果施力平面與支承基面不平行， 偏載情況就會(huì )惡劣。偏載或超載會(huì )使彈性體某一 局部區段產(chǎn)生較大的塑性變形，零點(diǎn)就會(huì )突然變 大，如果偏載引起的局部應力超出強度極限，則 會(huì )造成稱(chēng)重傳感器的損壞。

側向沖擊力。在電子衡器的設計安裝時(shí)已考 慮了側向力的影響，各種承載機構、限位裝置就 是針對使用中的側向力而設計的。側向力引起零 點(diǎn)突變，往往是事故性的。

現場(chǎng)電磁場(chǎng)干擾引起的零點(diǎn)變化

如使用現場(chǎng)的空間電磁場(chǎng)突然沖擊或變化， 致使在橋路網(wǎng)絡(luò )上或信號傳輸線(xiàn)上激起相當量值 的感應電勢會(huì )引起稱(chēng)重傳感器的輸出波動(dòng)。

針對以上使用特性，使用單位應該從供電電 源、環(huán)境溫度、機械結構及機械操作等方面采取 措施，減少或消除對稱(chēng)重傳感器的影響。

稱(chēng)重傳感器在使用中的要求與故障診斷分析。

(一）稱(chēng)重傳感器故障診斷方法

電子衡器的故障現象總是在系統的終端顯示 儀表表現出來(lái)，故障現象表現后，不要盲目地拆 卸稱(chēng)重傳感器，應采用相應的方法找出故障點(diǎn)。

眾所周知，無(wú)論是工程上使用的復雜電子衡 器和測力系統，還是在實(shí)驗室使用的試驗裝置， 它們都是由一個(gè)或多個(gè)傳感器、機械裝置、系統 中間接線(xiàn)盒、傳輸電纜和檢測儀表組成的?，F場(chǎng) 計控技術(shù)人員診斷傳感器故障時(shí)，首先應判斷故 障來(lái)自測量系統的哪個(gè)環(huán)節。

(1)可采用以下簡(jiǎn)易方法進(jìn)行檢査

檢查機械裝置的安裝狀態(tài)，發(fā)現和排除明 顯的機械故障；

用一臺同類(lèi)型不同量程的高準確度、小傳 感器當作標準信號發(fā)生器來(lái)測量判別顯示器是否有故障；

打開(kāi)中間接線(xiàn)盒，用一臺正常的儀表分別 檢測每只稱(chēng)重傳感器的工作狀態(tài)，判斷某只稱(chēng)重 傳感器是否有故障；

用電工三表或搖表檢查電纜是否受傷。

用以上方法縮小故障范圍，找出有故障的稱(chēng)

重傳感器。對有故障的稱(chēng)重傳感器應作進(jìn)一步的 測試與分析，并及時(shí)了解故障發(fā)生時(shí)的運行情況。 這一點(diǎn)很重要，因為稱(chēng)重傳感器引起故障，常常 與違規操作使用、機械裝置異?；蚴褂铆h(huán)境的變 化等因素有關(guān)，如果不加分析盲目地更換新的稱(chēng) 重傳感器，當類(lèi)同情況再次發(fā)生時(shí)，會(huì )重蹈覆轍， 會(huì )接連損壞價(jià)格昂貴的稱(chēng)重傳感器，給生產(chǎn)和經(jīng) 濟帶來(lái)更大的損失。

(2)采用監測記錄、跟蹤比較、分析診斷的方 法，檢查稱(chēng)重傳感器的“亞健康”狀態(tài)。掌握在 實(shí)際稱(chēng)量工況條件下，傳感器從亞健康到故障的 時(shí)間間隙。對所有在線(xiàn)運行的稱(chēng)重傳感器可進(jìn)行 全面監控，有效了解稱(chēng)重傳感器在特定工況下的 生命周期。

(二）稱(chēng)重傳感器現場(chǎng)使用的安裝要求

稱(chēng)重傳感器的接地

地電位接地。局部地區的地電位，事實(shí)上 是經(jīng)常變動(dòng)的，工業(yè)現場(chǎng)地電位的變化，主要來(lái) 源于電器設備的漏電，電力線(xiàn)路的開(kāi)閉和電力設 備的負載變化及雷電的影響。

屏蔽與外殼接地。屏蔽接地粧的位置應選 擇地電位恒定為零的地區，樁位應盡量就近解決。

稱(chēng)重傳感器有全封閉的金屬外殼，對粘貼在 彈性體上的應變計及測量電路具有防潮作用，使 內部器件不受電磁場(chǎng)干擾及防止熱幅射的防護作 用。為保證稱(chēng)重傳感器本身有穩定的零電位，不 受設備電位波動(dòng)的影響，除設備須安全接地外， 稱(chēng)重傳感器外殼也應單獨接地。

設置稱(chēng)重傳感器大電流回流電纜，以防止 雷擊時(shí)或承載器上進(jìn)行電焊等操作時(shí)電流對稱(chēng)重 傳感器的影響。

（2）機械安裝影響

對稱(chēng)重傳感器的搬運，應輕拿輕放。沖擊、 碰撞、跌落都可能對稱(chēng)重傳感器的計量性能造成

損害。

安裝稱(chēng)重傳感器的底座，安裝面應平整清 潔，不應有油膜膠膜存在，應進(jìn)行水平調整，尤 其是稱(chēng)重傳感器多于3個(gè)以上的稱(chēng)量系統，使用 中更應調整各個(gè)稱(chēng)重傳感器的水平一致。

稱(chēng)重傳感器的加載方向都是確定的，使用 時(shí)一定要在此方向上加載，盡量避免橫向力、附 加彎矩扭矩的產(chǎn)生；枰臺上禁止長(cháng)期放置重物， 以防稱(chēng)重傳感器產(chǎn)生“蠕變'

應經(jīng)常檢查承載系統有無(wú)運動(dòng)不順現象。 可用在秤臺上加、減約千分之一的額定負荷，觀(guān) 察顯示儀表是否有反映的方法來(lái)檢査可動(dòng)部件是 否被“沾污”或受卡。

四、重視制造技術(shù)與工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量, 是減少稱(chēng)重傳感器使用故障的根本途徑。

制造技術(shù)與工藝，是稱(chēng)重傳感器研制和批量 生產(chǎn)過(guò)程中最活躍、最積極的因素，是企業(yè)保證 產(chǎn)品質(zhì)量、提高競爭能力和提高經(jīng)濟效益的重要 手段。在稱(chēng)重技術(shù)日趨先進(jìn)發(fā)達，電子衡器市場(chǎng) 競爭日趨激烈的今天，稱(chēng)重傳感器制造企業(yè)更應 重視制造技術(shù)與工藝所起的作用。

我國應變式稱(chēng)重傳感器生產(chǎn)工藝的主要問(wèn)題 是手工操作與控制成份大，人為的因素對產(chǎn)品質(zhì) 量影響較大，生產(chǎn)效率低，不適合多品種、大批 量生產(chǎn)。

稱(chēng)重傳感器的制造技術(shù)分為：

支持工藝技術(shù)：彈性體的鍛造、機械加工、 熱處理、表面處理等；

基礎工藝技術(shù)：應變計、應變膠、補償元 器件、防護密封材料等；

特殊工藝技術(shù)：殘余應力釋放、老化及穩 定處理等；

核心工藝技術(shù)：貼片、補償、密封、檢測

等。

通過(guò)制造技術(shù)與工藝的改進(jìn)，重點(diǎn)解決稱(chēng)重 傳感器自身的“零點(diǎn)漂移”問(wèn)題，提高稱(chēng)重傳感 器產(chǎn)品的穩定性。稱(chēng)重傳感器零點(diǎn)輸出的大小, 是制作工藝質(zhì)量、設計質(zhì)量的反映，也是潛在故 障的一種最明顯的體現。

稱(chēng)重傳感器零點(diǎn)偏大，給傳感器的可靠性構 成潛在危險；零點(diǎn)的變化，也會(huì )使傳感器的穩定 性失去保障，使用期間發(fā)現零點(diǎn)偏大，肯定是故

障所致。

稱(chēng)重傳感器零點(diǎn)的長(cháng)期穩定，是稱(chēng)重傳感器 可靠性和穩定性中一項前提性的技術(shù)指標。

五、結束語(yǔ)

近年來(lái)，稱(chēng)重傳感器技術(shù)取得了成功的應用 和迅猛的發(fā)展，它正使國內稱(chēng)重領(lǐng)域經(jīng)歷一場(chǎng)深 刻的變革，各種電子衡器已成為可信任的稱(chēng)重設 備。稱(chēng)重傳感器作為電子衡器的關(guān)鍵部件，已深 為人們所關(guān)注。由于稱(chēng)重傳感器其工作機理上涉 及學(xué)科交錯和元器件交錯，也就造成其故障成因 的交錯和故障診斷的困難與復雜。為減少或消除 稱(chēng)重傳感器的故障，除制造廠(chǎng)家應下力氣研究應

變片、應變膠、密封膠、補償元件與彈性體對稱(chēng) 重傳感器指標的影響，改善制造工藝，提高制造 水平外，用戶(hù)應改造現場(chǎng)環(huán)境，改進(jìn)操作方法， 注重維護檢修等都是十分重要的。減少稱(chēng)重傳感 器的故障與損壞，是提高企業(yè)經(jīng)濟效益的一項重 要工作。