稱(chēng)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。應變計、應變膠、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(huì )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(diǎn)關(guān)注。 重視稱(chēng)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(chēng)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(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，稱(chēng)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，仍以電阻應變式測量原理為主， 電阻應變式稱(chēng)重傳感器得到大量使用。

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)有傳感器對原始信息進(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)重傳感韓是一種用金屬 彈性體作為力一電轉換功能的計量器具。稱(chēng)重 傳感器的產(chǎn)品質(zhì)量與使用壽命，依賴(lài)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(chēng)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(diǎn)關(guān)注。

二、稱(chēng)重傳感器在電子衡器中的使用特性 (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 變一—電阻變化一—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

1、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)指標是相應不同的。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)局部的相對恒定的溫度環(huán)境。

2、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。

3、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，至使在橋路 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)。

三、稱(chēng)重傳感器制造與使用中的工藝質(zhì)量控制

稱(chēng)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(wèn)題，但在管理上沒(méi)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) 現場(chǎng)大量的損失。稱(chēng)重傳感器的生產(chǎn)是一項系統 工程，只有將技術(shù)與質(zhì)量管理有效的結合，才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

(一）制造工藝質(zhì)量控制

1、稱(chēng)重傳感器的制造技術(shù)，大約分為如下幾類(lèi)：

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基礎性工藝技術(shù)：應變計、應變膠、補償 元器件、防護密封材料等；

3特殊性工藝技術(shù)：殘余應力釋放、老化及 穩定處理等；

4核心工藝技術(shù)：貼片、補償、密封、檢測

等。

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

1關(guān)于應變計、貼片膠、彈性體的質(zhì)量控制 一般來(lái)說(shuō)，這三種材料是做好傳感器的基礎 前提，基礎做不好，就不可能有好的質(zhì)量。所以, 對基礎材料，要嚴格的選擇和控制。要選擇有質(zhì) 量信譽(yù)的生產(chǎn)廠(chǎng)家供貨。嚴格的篩選應變計、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(chēng)重傳感器的關(guān)鍵，是稱(chēng)重 傳感器質(zhì)量的決定要素工藝。傳感器制造廠(chǎng)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，五是應變計的 粘貼和固定準確；六是防止貼片膠在連續使用中 受到污染；七是夾具施壓準確；八是固化溫度和 保溫時(shí)間適當；九是貼片操作人員在實(shí)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(cháng)期穩定性的一 項措施。若密封性能不好，會(huì )使傳感器受到濕熱 的影響，使應變計及密封材料受潮，絕緣下降， 造成秤的零點(diǎn)漂移。

4.傳感器蠕變性能匹配和溫度補償

一般來(lái)講，零點(diǎn)溫度補償由于容易實(shí)現，所 以要全數進(jìn)行；

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

二安裝使用的質(zhì)量控制

1、稱(chēng)重傳感器的接地

1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。

Q屏蔽與外殼接地。屏蔽接地樁的位置應選 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。

3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

稱(chēng)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(wú)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(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；

2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。

3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；秤臺上禁止長(cháng)期放置重物， 以防稱(chēng)重傳感器產(chǎn)生“蠕變”。

4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)檢查可動(dòng)部件是 否被“沾污”或受卡。

3、傳感器的安裝和四角誤差調整調，調整工 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；彈性體和秤架的結合面，不能有突起或 毛刺；四角調整工裝與傳感器的中心相對位置， 要與秤架的位置相匹配。若彈性體應變梁的壁厚 不均，或者應變計的粘貼位置偏離，造成四角誤 差較大，在調整中還要注意用力不當會(huì )引起零點(diǎn) 變化以及造成傳感器的零點(diǎn)不穩定。傳感器的零 點(diǎn)溫度補償是在傳感器不受力的情況下進(jìn)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(diǎn)溫度的值是否會(huì )發(fā)生變化。

四、稱(chēng)重傳感器在使用中的故障與診斷

稱(chēng)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(chēng)重傳感器的故障將直接 影響電子衡器的準確性，而造成稱(chēng)重傳感器故障 的影響因素多而雜，因此，用戶(hù)對稱(chēng)重傳感器的 故障要高度重視。

一稱(chēng)重傳感器故障成因

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一彈性體引起

的；

二是電橋網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路引起的故障一電橋及線(xiàn) 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(lèi)故障，都會(huì )通過(guò)“不平衡輸出” 反映出來(lái)。稱(chēng)重傳感器的使用故障的形成，也是 由稱(chēng)重傳感器的技術(shù)結構特性所決定的。

二稱(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（承載 器、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)行檢查：

1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；

Q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；

3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；

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(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(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。

五、結束語(yǔ)

近年來(lái)，稱(chēng)重傳感器技術(shù)得至了發(fā)展和成功 應用，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。

我國電阻應變式稱(chēng)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(chǎng)家控制“應變計、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(chēng)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(chēng)重傳感器的性能產(chǎn) 生影響；所以，用戶(hù)要注重安裝工藝質(zhì)量控制和 改造使用環(huán)境，改進(jìn)操作方法，注重維護檢修， 是提高稱(chēng)重傳感器使用壽命的重要途徑。

重視稱(chēng)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(chēng)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。