【摘 要】隨著冶金鋼鐵企業(yè)進出廠物資中轉(zhuǎn)
量增大，用于計量物資重量的電子汽車衡顯著增加，而電子汽車衡稱量誤差是否滿足法制計量的要求，故障能否得到及時處理，不僅影響到企業(yè)自身物資計量數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，成本是否可控，也可能導(dǎo)致客戶與企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟糾紛，影響到客戶對企業(yè)計量管理水平的評價。本文結(jié)合冶金企業(yè)電子汽車衡的日常維護工作，重點介紹電子汽車衡的原理、典型故障處理以及點檢維護要領(lǐng)。
【關(guān)鍵詞】電子汽車衡；典型故障；點檢維護
1 電子汽車衡原理
電子汽車衡主要由承載器、多個稱重傳感器、接線盒以及電子稱重儀表、大顯屏、基礎(chǔ)等組成。電子汽車衡的工作原理是載重汽車駛上秤臺后，承載器將重力傳遞給稱重傳感器，稱重傳感器受力后發(fā)生應(yīng)變，使得應(yīng)變計組成的惠思登電橋失去平衡并輸出電信號至電子稱重儀表，電子稱重儀表將信號放大后，經(jīng)由A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，CPU 對重量信號進行規(guī)范化處理后，直接顯示出載重汽車的質(zhì)量值，并將稱重數(shù)據(jù)傳送給計算機管理系統(tǒng)進行處理。

<!--[if gte mso 9]> Normal 0 7.8 磅 0 2 false false false EN-US ZH-CN X-NONE 2 電子汽車衡常見故障
電子汽車衡的常見故障有：儀表不顯示或顯示負(fù)數(shù)（欠載）、顯示值不穩(wěn)波動、數(shù)值不準(zhǔn)、示值誤差大等等。下面從外部因素故障、機械方面故障、電子線路故障、基礎(chǔ)變形等幾方面來分析。外部因素主要是電源、震動、外部雷電、強電流等對電子秤造成的影響；機械方面的故障包括承載器變形、限位裝置異常、異物頂住承載器；電子線路方面故障包括稱重顯示儀表、稱重傳感器 、接線盒、信號電纜及接頭等各部分發(fā)生的故障；還有基礎(chǔ)變形、下沉或者坍塌引起的故障。
2.1 外部因素造成的故障
本著先外后內(nèi)的原則，電子汽車衡發(fā)生故障后應(yīng)當(dāng)首先排除外部因素的影響。外部環(huán)境的變化會對 電 子秤的稱重造成直接的影響。供電電源的變化、震動、雷電都會造成電子秤工作不穩(wěn)定，所以要做好電子秤的避雷措施及接地保護。供電電源不穩(wěn)定，可以采用為電子秤單獨敷設(shè)電源線或加裝電源穩(wěn)壓器的方法來解決。
案例一：某公司一臺電子汽車衡，數(shù)值顯示不穩(wěn)，存在60~80kg 的波動現(xiàn)象。通過外部環(huán)境排查，發(fā)現(xiàn)該電子汽車衡旁一挖掘機正在開鑿作業(yè)，直觀判斷此因素存在關(guān)聯(lián)。為驗證此判斷，檢修人員通過調(diào)取計算機稱重歷史曲線觀察，發(fā)現(xiàn)此電子汽車衡波動時間與挖掘機作業(yè)時間相吻合，由此可以斷定，此故障的主要原因是挖掘機開鑿作業(yè)引起的強震動所致。現(xiàn)場人員通過協(xié)調(diào)，采取在汽車上承載器稱量過程中，停止挖掘機開鑿作業(yè)措施，并規(guī)定電子汽車衡附近實施土建等基礎(chǔ)設(shè)施施工作業(yè)需經(jīng)過職能管理部門報備，或采取相應(yīng)防護措施，經(jīng)過綜合技術(shù)評估同意后方可進行施工，確保電子汽車衡數(shù)值穩(wěn)定準(zhǔn)確。
2.2 承載器方面的機械故障

承載器方面的機械故障主要有承載器受較大外力導(dǎo)致機械變形、承載器底部被異物頂住、限位裝
置卡阻，以及稱重傳感器支撐上下連接件磨損等。兩個承載器之間的相互靠擦，以及承載器與其限
位的沖撞摩擦，都可能影響到被測物體的質(zhì)量，完整地傳遞給稱重傳感器，從而可能會造成小稱量時
準(zhǔn)確，而到一定量程后會出現(xiàn)較大的示值誤差。通常，機械方面故障比較直觀簡單，只要認(rèn)真檢查，
通過檢查有無卡、阻現(xiàn)象就能排查出故障。
案例二：某公司一臺電子汽車衡，量程為120t，檢定分度值為20kg，周期檢定過程中，連續(xù)檢定操作
兩次，總是存在滿量程稱量測試示值誤差達到80kg的現(xiàn)象，超過了最大的允許誤差，達不到計量要求。在排除承載器底部及四周異物卡阻因素，以及更換全新稱重傳感器后，故障依舊。技術(shù)人員通過上述的排除項后，判定為承載器臺面強度不夠，承載器的整體剛度及相關(guān)的局部剛度差異引起此系統(tǒng)誤差。通過把承載器吊起檢查，發(fā)現(xiàn)承載器臺面底部受力梁箱體存在裂痕，通過對承載器箱體上裂痕進行加固，將產(chǎn)生裂痕的梁箱進行有效的加固，加固后回裝承載器。通過檢定，示值誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)，計量性能合格。
案例三：某公司一臺在用電子汽車衡，主要是用于公司的水渣稱量。在某一個炎熱夏天的中午，使用過 程中出現(xiàn)偏差1t的故障。而檢修人員下午到現(xiàn)場后，故障現(xiàn)象已經(jīng)消失了，經(jīng)過現(xiàn)場的初步檢查，暫未能發(fā)現(xiàn)問題所在。但到第二天中午，此故障現(xiàn)象再次出現(xiàn)。檢修人員通過觀察此周期性故障現(xiàn)象，判斷此故障的原因是跟炎熱天氣氣溫高有關(guān)。通過認(rèn)真檢查承載器底部區(qū)域，發(fā)現(xiàn)承載器兩旁到處是灑落的水渣，而在兩端底部積淤泥水渣最多。由此推斷故障原因是易結(jié)垢的水渣在雨水作用下，淤積在承載器底部造成稱重傳感器未能正確受力引起。由此可見，夏天天氣溫度高，承載器發(fā)生熱脹，當(dāng)重車過磅時，底部淤積的水渣與熱脹的承載器接觸，導(dǎo)致受力不準(zhǔn)。在經(jīng)過徹底清除結(jié)垢的水渣后，此故障隨 之消失。用鋼結(jié)構(gòu)制作的承載器，受溫差大的影響，鋼質(zhì)材料膨脹系數(shù)為:1.2*10^-5/°C，粗略計算，10 米長的鐵在溫差20 度膨脹后長度 約 是10*(1+0.000012*20)=10.0024 米。 即10 米 長的鋼結(jié)構(gòu)溫度升高20°C時大約會伸長2.4 毫米。如果10 米的承載器組成，則兩個承載器之間的伸縮能達到4.8 毫米。因此，在維護承載器的限位及安裝時，需要根據(jù)氣候變化，尤其溫差大的時節(jié)，適時進行調(diào)整限位螺絲與承載器之間的距離，并檢查承載器與底座之間的縫隙有無卡阻。
2.3 稱重傳感器故障
稱重傳感器是電子秤中的關(guān)鍵部件。常見的稱重傳感器分為模擬式稱重傳感器和數(shù)字式稱重傳感器。模擬電阻應(yīng)變式稱重傳感器的故障可通過以下方法來檢查：（1）檢查稱重傳感器的阻抗：檢查時需要切斷電子秤的電源，打開接線，脫開各傳感器的信號線，用萬用表分別進行測量，應(yīng)符合產(chǎn)品合格證上的數(shù)據(jù)。(2) 檢查輸出電壓：稱重傳感器靈敏度為2mV/V，假如供電橋壓為12V，那么稱重傳感器的信號電壓值應(yīng)為0-24mV。如輸出電壓超出此范圍，則認(rèn)為稱重傳感器問題。(3) 有的稱重傳感器損壞后，輸出不穩(wěn)，儀表顯示重量不穩(wěn)定，始終在小范圍內(nèi)變化。但稱重傳感器阻抗、輸出電壓變化都不大，加載砝碼也難以判斷，原因有可能是電阻應(yīng)變計脫離松動彈性敏感元件，由于橋路未被破壞，此時輸入輸出電阻用萬用表量的阻值都正常。針對這種情況，可采用脫離法進行檢查判斷。方法是：打開接線盒，分別脫離每個稱重傳感器的信號線，開機觀察顯示儀表。當(dāng)脫離開某一個稱重傳感器時，儀表顯示值穩(wěn)定下來不再跳動，就可以判斷是該稱重傳感器損壞。而數(shù)字式稱重傳感器的判別比較簡單，一般通過讀取顯示儀表內(nèi)部的AD 碼值，并通過增加荷載觀察AD 值的變化情況，來判斷數(shù)字式稱重傳感器性能好壞。汽車衡稱重時，傳感器的信號是通過接線盒傳輸給電子稱重儀表，如果稱重傳感器的某些參數(shù)不一致或接線盒中電位器調(diào)整不平衡，都會引起電子汽車衡的偏載，此時重物在承載器的不同位置就會產(chǎn)生偏載誤差。

案例四：本公司一臺120t 電子汽車衡，采用8 個模擬應(yīng)變式稱重傳感器。某天存在示值在40~80kg 之
間波動。維護人員到現(xiàn)場，首先排查承載器底部及四周無異物卡阻，其次用萬用表測量稱重傳感器輸入輸出阻值及受力毫伏值，數(shù)值基本正常，判斷不出哪個稱重傳感器故障。最后通過脫離法進行檢查判斷出異常的稱重傳感器，小心地清理出該稱重傳感器線路，發(fā)現(xiàn)一處線路存在明顯的破皮，屏蔽層磨損了一大塊，因此判斷是屏蔽層與保護套管粘連在一起，導(dǎo)致電纜屏蔽效果差，信號受到干擾。經(jīng)過用熱縮管及環(huán)氧樹脂處理該處受損線路恢復(fù)屏蔽及絕緣后，重新接入該稱重傳感器，儀表信號穩(wěn)定無波動。
案例五: 本公司一臺120t 電子汽車衡，采用8 個數(shù)字稱重傳感器，某天出現(xiàn)電子稱重儀表無數(shù)值顯
示的超載現(xiàn)象。維護人員通過查看電子稱重儀表內(nèi)部AD 碼值，發(fā)現(xiàn)其中的4# 稱重傳感器AD 碼值異常
大，經(jīng)檢查該稱重傳感器外部線路沒有問題，不存在短路、屏蔽破損絕緣失效等，通過排除法判斷該
稱重傳感器系本體內(nèi)故障。重新更換新數(shù)字稱重傳感器后，查看儀表AD 碼值，恢復(fù)正常稱重。
2.4 電子稱重儀表故障
電子稱重儀表一般由模擬電路和數(shù)字電路兩部分組成。 從結(jié)構(gòu)上看，主要有電源部分、主電路板、顯示器、鍵盤等部件。對于電源部分可通過測量輸出電壓來診斷，對于主電路板最快捷簡便、最易于操作的方法是“代替法”。“代替法”是指使用完好的電路板直接代替原先的電路板，然后快速判斷出主電路板是否存在故障 。
案例六：本公司一臺120t 電子汽車衡，采用8 個數(shù)字稱重傳感器。在正常使用過程中，意外斷電重啟后，電子汽車衡出現(xiàn)數(shù)值嚴(yán)重偏差。維護人員考慮到之前是使用正常的，意外斷電后出現(xiàn)故障，問題很可能出現(xiàn)在儀表身上，經(jīng)查看儀表內(nèi)部參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該儀表8 個稱重傳感器零點AD 碼值參數(shù)丟失，通過重置恢復(fù)之前記錄好的參數(shù)后，該電子汽車衡恢復(fù)正常稱量。在電子汽車衡稱量過程中，長時間受到?jīng)_擊荷載的影響，使得稱重傳感器的空載輸出信號發(fā)生一定程度變化，尤其是沖擊荷載具有一定不確定性，大小不同且多次往復(fù)，此種情況下勢必會導(dǎo)致稱重傳感器空載輸出信號發(fā)生明顯變化，形成零點漂移而對地磅稱量準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致稱量誤差出現(xiàn)。此外，電子稱重儀表電流輸出模塊容易受雷電或外部強電浪涌、接錯線影響，導(dǎo)致輸出模塊損壞, 導(dǎo)致電子稱重儀表看起來顯示正常，但實際沒有電流輸出或者輸出不線性，解決的辦法，可以在輸出模塊外部加裝浪涌保護器，輸出信號線位置標(biāo)明醒目的極性。
2.5 基礎(chǔ)變形、下沉或者坍塌引起的故障基礎(chǔ)的變形事故通常表現(xiàn)為沉陷變形、開裂變形，以及傾斜變形這三種形式。在這當(dāng)中沉陷變形可以分為兩種，一種是較大的均勻沉降變形，另一種是不均勻沉降變形。基礎(chǔ)變形必然出現(xiàn)承載器與各稱重傳感器之間的受力不均導(dǎo)致稱量失準(zhǔn)。因此在設(shè)計環(huán)節(jié)要對基礎(chǔ)的承載力設(shè)計留有足夠大的裕量，杜絕冒險設(shè)計，避免地基的承載力過小，在施工環(huán)節(jié)要嚴(yán)格把控基礎(chǔ)施工質(zhì)量，包括支模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土三道工序都必須嚴(yán)格把關(guān)，按照相關(guān)驗收規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進行驗收。
3 電子汽車衡點檢、維護要領(lǐng)
3.1 稱重傳感器及連接件的安裝位置檢查，要求稱重傳感器“垂直受力”，目視無傾斜現(xiàn)象，連接
件緊固無松弛現(xiàn)象。避免電焊作業(yè)造成傳感器承受過大電流，“接地線”緊固，完好。
3.2 承載器的水平限位、垂直限位裝置的檢查，限位間隙調(diào)整必須符合電子汽車衡設(shè)計要求，在保證電子汽車衡正常工作條件下，限位間隙盡可能縮小，以減小負(fù)載的沖擊力。承載器之間應(yīng)保持靈活自如，不得有異物卡阻。
3.3 電纜、接線盒檢查，要求接線端子緊固，電纜完好，接線盒密封良好。
3.4 電子稱重儀表檢查，要求示值正常，輸入輸出接線端子緊固。秤空載時，測試空秤電壓值，跟蹤稱重傳感器的劣化趨勢。
3.5 電子汽車衡過秤準(zhǔn)確度檢查，日常使用重量核查樣件進行精度檢查，一般重量樣件應(yīng)大于最大秤量的1/3，誤差不大于該秤量下最大允許誤差，避免重量異議的發(fā)生。
3.6 稱重系統(tǒng)基礎(chǔ)的檢查，要求電子汽車衡基礎(chǔ)主體外觀無明顯裂痕、沉陷變形、傾斜變形，傳感器底座基礎(chǔ)無破損、龜裂。
3.7 檢查承載器電子汽車衡有無在未停電情況下使用電焊等檢修作業(yè)，避免使稱重傳感器承受過大電流。
3.8 按計量檢定要求進行周期檢校，檢查計量確認(rèn)記錄、標(biāo)識齊全。
3.9 電子汽車衡故障處理后，要及時進行產(chǎn)品重量數(shù)據(jù)的追溯，避免重要異議的發(fā)生。
4 結(jié)論
隨著科技的發(fā)展，電子汽車衡在企業(yè)物資計量、降本增效、精細(xì)化管理等方面所起的作用越來越大。而稱重傳感器自身性能、承載器安裝質(zhì)量、承載器機械傳力裝置以及電子稱重儀表穩(wěn)定性等各個環(huán)節(jié)，都
會直接影響汽車衡的精準(zhǔn)使用。尤其是當(dāng)前電子汽車衡大多具有現(xiàn)場無人值守、遠程計量等功能，維護人員更要做好設(shè)備的日常點檢及精密點檢，不斷積累故障判斷及處理的經(jīng)驗，提升自身專業(yè)技能水平，從而更好地保障電子汽車衡計量的準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。
參考文獻
[1] 李金海，《衡器計量》，中國計量出版社，
2005.
[2] 張孝桐，《設(shè)備點檢管理手冊》，機械工業(yè)
出版社，2013.
作者簡介： 李懷新（1981—），男，2010 年畢
業(yè)于韶關(guān)學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，冶金
電氣自動化高級工程師。

 

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