電子汽車衡偏載調試技術的研究與實施

(天津鋼管集團股份有限公司 天津 300000)

一、現狀分析

我公司有12臺電子汽車衡，承擔著每月一百多萬噸的檢斤計量任務，由于長時間超負荷的使用有些汽車衡的進度出現明顯的下降。中、大型電子電子汽車衡均由幾個電阻應變式稱重傳感器(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接有二種方式，即串聯組秤和并聯組秤。由于電子技術的飛躍發展，單片機的普及，稱重儀表的輸入靈敏度等性能的極大提高，完全滿足了并聯組秤的技術要求，所以從上世紀80年代國內也淘汰了串聯組秤，普遍采用并聯組秤方式。

然而由于電子汽車衡受土建施工和機械安裝的影響，特別是長期使用造成基礎和機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電路補償與調整，各項參數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工作的電子汽車衡帶來不能接受的偏載誤差。

二、確立目標

通過此次質量攻關使系統的穩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督檢測科學研究院的檢定，不發生一起計量疑異。

三、項目攻關方法及采取的措施

(一)分析汽車衡偏載調試技術的原理：

1.多個稱重傳感器并聯的電路

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

圖一

n只稱重傳感器并聯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個稱重傳感器并聯后的總的輸出電壓。

圖二

2.實用的調整電路

稱重傳感器并聯組秤時，常用的偏載誤差調整的方式如圖三所示。眾所周知，稱重傳感器生產制造時對各種技術參數的補償修正都是對稱調整實施的。例如靈敏度系數調整電阻就是以對稱形式連接在輸入端的兩邊。所謂電壓調節方式，實質上是微調其靈敏度系數，故也應該以對稱形式出現在輸入端。

圖三

上世紀90年代金鐘公司生產的靜態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微的調整，從而改變其靈敏度系數，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)為一進口稱重設備上接線盒中的電路。一是在多個稱重傳感器輸出端串聯一對誤差小0.05%的精密電阻(2.5K～5K)。精密電阻阻值遠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，供調整之用。實質上是改變每個稱重傳感器所得到的激勵電壓值的大小，微調其靈敏度系數，達到各稱重傳感器的Ki/Roi比值一致。實際使用情況表明，這種調整方法相對比用電位器(圖三(a))的長期穩定性要好。上二種調整方式，在調試時要注意兩邊對稱調整。早期有些調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電位的差異，對輸出零點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組秤普遍采用的一種調整電路。電阻R是為了防止電位器Rw短路而設，精密電阻Rg為隔離電阻，將各稱重傳感器經調整后的電壓隔離開來，稱重傳感器輸出電壓經過各自的隔離電阻，并聯起來送至稱重儀表。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

因為多個稱重傳感器的靈敏度系數相等是并聯組秤的必備條件，所以要有意識的盡量選擇靈敏度系數和輸出電阻Ro的數值接近一致的稱重傳感器作為一組，供并聯組秤用。不要依賴有調整電路，隨意地取幾個進行組合，這樣有可能會給偏載調試帶來麻煩。

2.檢查稱重傳感器受力情況

在實際調試時，當發現偏載誤差較大時，應首先檢查和排除因基礎施工和機械傳力機構安裝不當所造成的故障。比如固定稱重傳感器的承重底板的水平和高差是否達到設計標準要求，各稱重傳感器受力是否正確，找出產生偏載誤差的真正原因，不要輕率地就進行調整，因為一般調整電路的可調范圍不大，這樣往往會無功而返，即使能夠調好也會留有隱患，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

要檢查一下接線盒內的調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)是批量生產的通用標準配件，供輸出電阻為350～1000的多種稱重傳感器并聯組秤時，偏載調試用。但對于輸出電阻為4K的稱重傳感器就不適合了，需重新配置調整電路中的電阻。另外，接線盒中的多個電位器在調試前，應注意檢查是否處于中間位置，以便可以向兩個方向調整。首先用約等于(Max/N-1)值的穩定載荷把N個承重點檢測一遍，記錄下N個數據，然后依照“少數服從多數，向中間值靠攏”的原則進行調試，這樣可使N個數據盡快趨于一致，順利完成偏載誤差的調試檢定工作。

四、項目完成后的效果

按著上述的方法和對策，我們選擇公司7#路南電子汽車衡進行了偏載調試

調試前后數據表

從表中可以明顯看出,調試后實際誤差遠遠小于調試前的誤差,稱量精度得到了保證,用此方法逐步對所有汽車衡進行了調試。

[1]閆立新.電子汽車衡偏載的調試方法.內蒙古科技與經濟2007年第16期