稱重傳感器，是電子衡器的核心部件，是一種知識密切型和技巧密切型多學(xué) 科綜合性的高技術(shù)產(chǎn)品。應(yīng)變計、應(yīng)變膠、密封膠、補償元件與彈性體及安裝使用環(huán)境和工 藝對傳感器指標都會產(chǎn)生直接影響，其制造工藝與安裝使用工藝的質(zhì)量控制已被重點關(guān)注。 重視稱重傳感器制造與使用中的工藝質(zhì)量控制，是電子衡器制造與使用企業(yè)提高稱重傳感器 質(zhì)量，減少故障與損壞，提高企業(yè)經(jīng)濟效益的一項重要工作。

―、概述

電子衡器，主要由稱重傳感器、稱重顯示儀 表和承載器等部分構(gòu)成。稱重傳感器，是電子衡 器的核心部件，稱重傳感器是一種知識密切型和 技巧密切型多學(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(yīng)變式測量原理為主， 電阻應(yīng)變式稱重傳感器得到大量使用。

稱重傳感器，是稱重信息技術(shù)的前沿環(huán)節(jié)， 如果沒有傳感器對原始信息進行可靠的采集和轉(zhuǎn) 換，則可靠的測量是難以實現(xiàn)的。電阻應(yīng)變式稱 重傳感器（以下簡稱稱重傳感韓是一種用金屬 彈性體作為力一電轉(zhuǎn)換功能的計量器具。稱重 傳感器的產(chǎn)品質(zhì)量與使用壽命，依賴于制造工藝 質(zhì)量控制和安裝使用質(zhì)量控制。作為電子衡器的 關(guān)鍵部件稱重傳感器，其制造工藝與安裝使用工 藝的質(zhì)量控制已被重點關(guān)注。

二、稱重傳感器在電子衡器中的使用特性 (一稱重傳感器的技術(shù)結(jié)構(gòu)特性 稱重傳感器，是一種以金屬彈性體作為力轉(zhuǎn) 換為電應(yīng)變的功能元件，它由彈性體、應(yīng)變計和 測量電路組成。它通過粘貼在彈性體敏感表面的 電阻應(yīng)變計，在外加電源的激勵下實現(xiàn)：力應(yīng) 變一—電阻變化一—電信號變化等轉(zhuǎn)換。

稱重傳感器是一種典型的“機電一體化”器 件。“機電”兩者在稱重傳感器內(nèi)部的“結(jié)合 點”：是應(yīng)變片和金屬彈性體敏感表面的粘貼膠 層。所以，稱重傳感器技術(shù)，是一門涉及力學(xué)、 電學(xué)、化學(xué)等多門學(xué)科的邊緣學(xué)科。

由于稱重傳感器是由機械力學(xué)、電學(xué)、化學(xué) 等多門學(xué)科技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品，各種技術(shù)工藝對稱 重傳感器的使用特性都會產(chǎn)生影響。

二稱重傳感器的現(xiàn)場使用特性

1、稱重傳感器的“零點漂移”

對于不同準確度等級的稱重傳感器，其零點 溫度系數(shù)的技術(shù)指標是相應(yīng)不同的。環(huán)境溫度對 不同等級的稱重傳感器產(chǎn)生不同的影響。

稱重傳感器在使用現(xiàn)場的環(huán)境溫度狀況與生 產(chǎn)制造時的補償作業(yè)、檢定作業(yè)時的環(huán)境溫度狀 況是相差甚遠的，稱重傳感器在使用現(xiàn)場出現(xiàn)的 “溫漂”，大多是由溫度梯度引起的。因此，在使 用中發(fā)現(xiàn)稱重傳感器出現(xiàn)過大的溫漂時，首先應(yīng) 測試使用環(huán)境的溫度是否相對恒定，應(yīng)采取措施 在其周圍創(chuàng)造一個局部的相對恒定的溫度環(huán)境。

2、超載、偏載、側(cè)向沖擊力和碰撞引起的零 點變化

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

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

3、現(xiàn)場電磁場干擾引起的零點變化。如使用 現(xiàn)場的空間電磁場突然沖擊或變化，至使在橋路 網(wǎng)絡(luò)上或信號傳輸線上激起相當量值的感應(yīng)電勢, 會引起稱重傳感器的輸出波動。

三、稱重傳感器制造與使用中的工藝質(zhì)量控制

稱重傳感器的質(zhì)量，是由采用的各種原材料 的質(zhì)量、工藝因素、質(zhì)量管理等多方面原因決定 的。解決了技術(shù)問題，但在管理上沒有下工夫， 仍然不能獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，尤其是在批量生產(chǎn) 的條件下，管理方面小的失誤，就可能造成生產(chǎn) 現(xiàn)場大量的損失。稱重傳感器的生產(chǎn)是一項系統(tǒng) 工程，只有將技術(shù)與質(zhì)量管理有效的結(jié)合，才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

(一）制造工藝質(zhì)量控制

1、稱重傳感器的制造技術(shù)，大約分為如下幾類：

1支持性工藝技術(shù)：彈性體的鍛造、機械加 工、熱處理、表面處理等；

2基礎(chǔ)性工藝技術(shù)：應(yīng)變計、應(yīng)變膠、補償 元器件、防護密封材料等；

3特殊性工藝技術(shù)：殘余應(yīng)力釋放、老化及 穩(wěn)定處理等；

4核心工藝技術(shù)：貼片、補償、密封、檢測

等。

2、在稱重傳感器制造的質(zhì)量控制中，關(guān)鍵是 要抓好重點環(huán)節(jié)。

1關(guān)于應(yīng)變計、貼片膠、彈性體的質(zhì)量控制 一般來說，這三種材料是做好傳感器的基礎(chǔ) 前提，基礎(chǔ)做不好，就不可能有好的質(zhì)量。所以, 對基礎(chǔ)材料，要嚴格的選擇和控制。要選擇有質(zhì) 量信譽的生產(chǎn)廠家供貨。嚴格的篩選應(yīng)變計、貼 片膠、彈性體材料。

2.貼片和固化工藝質(zhì)量控制 這是制造高品質(zhì)稱重傳感器的關(guān)鍵，是稱重 傳感器質(zhì)量的決定要素工藝。傳感器制造廠都知 道

它的重要性，但各自采取的方法是有所不同的。

貼片和固化工藝的關(guān)鍵在于嚴細程度。一是 環(huán)境的清潔；二是操作者自身的清潔防護；三是 膠水的使用；四是彈性體要清潔，五是應(yīng)變計的 粘貼和固定準確；六是防止貼片膠在連續(xù)使用中 受到污染；七是夾具施壓準確；八是固化溫度和 保溫時間適當；九是貼片操作人員在實踐中的操 作方式與細心程度。

3.防潮措施

防潮措施，是保證傳感器的長期穩(wěn)定性的一 項措施。若密封性能不好，會使傳感器受到濕熱 的影響，使應(yīng)變計及密封材料受潮，絕緣下降， 造成秤的零點漂移。

4.傳感器蠕變性能匹配和溫度補償

一般來講，零點溫度補償由于容易實現(xiàn)，所 以要全數(shù)進行；

在此補償之前，要確保貼片、固化工藝和夾 具的質(zhì)量穩(wěn)定，保只有一個因素變化。

二安裝使用的質(zhì)量控制

1、稱重傳感器的接地

1地電位接地。局部地區(qū)的地電位，事實上 是經(jīng)常變動的，工業(yè)現(xiàn)場地電位的變化，主要來 源于電器設(shè)備的漏電，電力線路的開閉和電力設(shè) 備的負載變化及雷電的影響。

Q屏蔽與外殼接地。屏蔽接地樁的位置應(yīng)選 擇地電位恒定為零的地區(qū)，樁位應(yīng)盡量就近解決。

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

3設(shè)置稱重傳感器大電流回流電纜，以防止 雷擊時或承載器上進行電焊等操作時電流對稱重 傳感器的影響。

2、機械安裝影響

稱重傳感器的安裝，聯(lián)接螺絲的材質(zhì)和夾緊 力，彈性體和安裝面的平整程度，有無毛刺；安 裝面材質(zhì)的影響：不銹鋼，電鍍鋼材，鑄鋁，鑄 鐵等，由于結(jié)合面摩擦力的不同，對傳感器溫度 性能的影響；所以，要注重安裝工藝質(zhì)量控制。

d對稱重傳感器的搬運，應(yīng)輕拿輕放。沖 擊、碰撞、跌落都可能對稱重傳感器的計量性能 造成損害；

2安裝稱重傳感器的底座，安裝面應(yīng)平整清 潔，不應(yīng)有油膜膠膜存在，應(yīng)進行水平調(diào)整，尤 其是稱重傳感器多于3個以上的稱量系統(tǒng)，使用 中更應(yīng)調(diào)整各個稱重傳感器的水平一致。

3稱重傳感器的加載方向都是確定的，使用 時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；秤臺上禁止長期放置重物， 以防稱重傳感器產(chǎn)生“蠕變”。

4應(yīng)經(jīng)常檢查承載系統(tǒng)有無運動不順現(xiàn)象

可用在秤臺上加、減約千分之一的額定負荷，觀 察顯示儀表是否有反映的方法來檢查可動部件是 否被“沾污”或受卡。

3、傳感器的安裝和四角誤差調(diào)整調(diào)，調(diào)整工 裝與秤臺的安裝位置關(guān)系。

傳感器的安裝，影響到傳感器的性能，對于 小量程的傳感器更要注意，避免在安裝中使傳感 器受到較大的力，損壞到傳感器的應(yīng)變梁。力矩 大小要與螺絲的大小相匹配，避免將彈性體的螺 紋拉壞；彈性體和秤架的結(jié)合面，不能有突起或 毛刺；四角調(diào)整工裝與傳感器的中心相對位置， 要與秤架的位置相匹配。若彈性體應(yīng)變梁的壁厚 不均，或者應(yīng)變計的粘貼位置偏離，造成四角誤 差較大，在調(diào)整中還要注意用力不當會引起零點 變化以及造成傳感器的零點不穩(wěn)定。傳感器的零 點溫度補償是在傳感器不受力的情況下進行的， 當在秤上安裝后，要注意考察在傳感器受力的情 況下，零點溫度的值是否會發(fā)生變化。

四、稱重傳感器在使用中的故障與診斷

稱重傳感器是電子衡器的敏感元件，也是電 子衡器的核心部件，而稱重傳感器的故障將直接 影響電子衡器的準確性，而造成稱重傳感器故障 的影響因素多而雜，因此，用戶對稱重傳感器的 故障要高度重視。

一稱重傳感器故障成因

稱重傳感器，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(fù)雜。

稱重傳感器的故障成因，大致可分為以下三 大類：

一是純機械構(gòu)件引起的故障一彈性體引起

的；

二是電橋網(wǎng)絡(luò)線路引起的故障一電橋及線 路引起的；

三是粘貼部位引起的故障一粘貼工藝引起

的。

但不管哪類故障，都會通過“不平衡輸出” 反映出來。稱重傳感器的使用故障的形成，也是 由稱重傳感器的技術(shù)結(jié)構(gòu)特性所決定的。

二稱重傳感器故障診斷方法

電子衡器的故障現(xiàn)象總是在系統(tǒng)的終端顯示 儀表表現(xiàn)出來，故障現(xiàn)象表現(xiàn)后，不要盲目地拆 卸稱重傳感器，應(yīng)采用相應(yīng)的方法找出故障點。

眾所周知，無論是工程上使用的復(fù)雜電子衡 器和測力系統(tǒng)，還是在實驗室使用的試驗裝置， 它們都是由一個或多個傳感器、機械裝置（承載 器、系統(tǒng)中間接線盒、傳輸電纜和檢測儀表組成 的?，F(xiàn)場計控技術(shù)人員診斷傳感器故障時，首先 應(yīng)判斷故障來自測量系統(tǒng)的哪個環(huán)節(jié)。

1、可采用以下簡易方法進行檢查：

1檢查機械裝置的安裝狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)和排除明 顯的機械故障；

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

3打開中間接線盒，用一臺正常的儀表分別 檢測每只稱重傳感器的工作狀態(tài)，判斷某只稱重 傳感器是否有故障；

4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 重傳感器。對有故障的稱重傳感器應(yīng)作進一步的 測試與分析，并及時了解故障發(fā)生時的運行情況。 這一點很重要，因為稱重傳感器引起故障，常常 與違規(guī)操作使用或機械裝置異?；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 重傳感器，當類同情況再次發(fā)生時，會重蹈覆轍， 會接連損壞價格昂貴的稱重傳感器，給生產(chǎn)和經(jīng) 濟帶來更大的損失。

2、采用監(jiān)測記錄、跟蹤比較、分析診斷的方 法，檢查稱重傳感器的“亞健康”狀態(tài)。掌握在 實際稱量工況條件下，傳感器從亞健康到故障的 時間間隙。對所有在線運行的稱重傳感器可進行 全面監(jiān)控，有效了解稱重傳感器在特定工況下的

生命周期。

五、結(jié)束語

近年來，稱重傳感器技術(shù)得至了發(fā)展和成功 應(yīng)用，各種電子衡器已成為可信任的稱重設(shè)備。 稱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。由于稱重傳感器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(fù)雜。

我國電阻應(yīng)變式稱重傳感器生產(chǎn)工藝，主要 為手工操作，人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。因 此，制造廠家控制“應(yīng)變計、貼片膠、密封膠、 補償元件、彈性體及貼片固化”影響因素，是保 證產(chǎn)品質(zhì)量的前提；重視制造技術(shù)與制造工藝， 是提高稱重傳感器產(chǎn)品質(zhì)量的根本途經(jīng)；

使用環(huán)境與安裝工藝對稱重傳感器的性能產(chǎn) 生影響；所以，用戶要注重安裝工藝質(zhì)量控制和 改造使用環(huán)境，改進操作方法，注重維護檢修， 是提高稱重傳感器使用壽命的重要途徑。

重視稱重傳感器制造與使用中的工藝質(zhì)量控 制，是電子衡器制造與使用企業(yè)提高稱重傳感器 質(zhì)量，減少故障與損壞，提高企業(yè)經(jīng)濟效益的一 項重要工作。