衡器实用技术手册

目录第一节衡器的工作原理及分类第二节称重传感器简介第三节动态电子轨道衡第四节电子平台秤第五节电子皮带秤第六节衡器典型故障实例一、汽车衡各称重段误差大(即点差大)二、汽车衡称重仪表不显示空秤零点，只显示光标三、汽车衡称重仪表零点偶尔上漂移。四、汽车衡称重仪表示值先低后正常，稳定时间长，点差大五、动态轨道衡台值变化大如何处理六、承德称重软件，偶尔出现过不上车七、动态轨道衡过重车量低，轻车正常八、轨道衡称重数据正常，计量单上的秤台值较大九、轨道衡称重正常，但打印不了计量数据十、轨道衡秤台值为零十一、静态轨道衡称量重车时点差大，空车不明显十二、核子皮带秤空秤零点信号波动大十三、皮带秤称重仪表显示瞬时流量波动大十四、皮带秤称重仪表数据不能传到计算机十五、处理衡器故障须知衡器实用技术手册１第一节衡器的工作原理及分类一.衡器的工作原理测量被称物体的质量所利用的科学基础，叫做称重原理或衡量原理。通常可分为：1.杠杆力平衡原理：利用两力对于杠杆支点所产生的力矩之和为零的杠杆平衡原理进行称量，称量结果为物体的质量。该原理属于质量比较原理。2.弹性变形原理：根据虎克定律，利用弹性体在力的作用下的形变与力的对应关系进行称量，称量结果为物体的重量。该原理属于力比较原理。3.液压原理：利用液体传送压强的性质，根据液面平衡压力相等的原理进行称量，称量结果为液体的质量。4.非电量的电测量原理：以称重传感器的原理为基础进行称量，称量结果为物体的重量。5.其它原理：如核子秤是利用对γ射线的吸收原理工作的。二.衡器的分类衡器的分类都是依据衡器某一特征而分类的，特征不同，分类方法也不同。1.按结构原理分类：杠杆秤、弹簧秤、摆锤秤、机电结合秤、电子秤。2.按衡量方法分类：自动衡器：不需要操作者的干预，而是按照预先确定了的自动处理程序进行称量的衡器。如动态轨道衡，电子汽车衡。半自动衡器：按照手动指令，自动地处理全部称量过程的衡器。非自动衡器：在称量过程中,需要由人来操作的衡器.非自动衡器有自行指示的、半自行指示的、非自行指示的.3.按准确度等级分类：①.自动衡器，根据称量值的相对误差,其准确度等级划分为：(0.2)、(0.5)、(1.0)、(2.0)四个等级。②.非自动衡器，根据检定分度值(e)、检定分度数(n)、最小称量(Min)将准确度等级划分为特种准确度级、高准确度级、中准确度级、普通准确度级四个等级，它们的符号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。三.衡器的基本性能1.正确性：指称量示值与被称物体真值之间的差异程度。用正确度表示。2.不变性：指连续重复称量同一物体时，各次称量示值的差异程度，也就是示值的重复性。用重复性表示。3.灵敏性：指衡器对载荷感受的灵敏程度。用灵敏度表示。4.稳定性：是指衡器因受外来扰动而失去平衡，在取消外来扰动后，回复到初始平衡状态的能力。衡器长期使用的稳定性称为可靠性。衡器实用技术手册２第二节称重传感器简介一.称重传感器的作用称重传感器是一种力传感器。即在考虑使用地点重力加速度和空气浮力的影响后，通过把被测量（质量）转换成电量或机械量（输出）来测量质量的力传感器。二.电阻应变式称重传感器的工作原理可以分以下三个相互关联的阶段:1.被测负荷作用在弹性体上，使弹性体产生相应的弹性变形；2.通过粘贴在弹性体的电阻应变片，将弹性体的弹性变形转换为电阻应变计电阻的变化（电阻增大或减少）；3.再通过测量电路，将电阻应变计电阻的变化转换为电信号（电压或电流）输出。三.称重传感器的组成称重传感器是由弹性体、电阻应变计、测量电路等三个主要部分组成。1.弹性体：弹性体是一个具有特殊形状的结构型弹性元件。它的功能有两个：一是承受称重传感器的被测负荷，并对被测负荷产生反作用力；二是将被测负荷转换为弹性变形，并产生一个高质量的、均匀的应力场，使粘贴在此区的电阻应变计比较理想地完成应变——电阻的转换任务。2.电阻应变计：电阻应变计是一个能将弹性体的应变转换成电阻变化量的敏感元件。3.测量电路：测量电路的功能是把电阻应变计的电阻变化转换为电信号（电压）输出。它将粘贴在弹性体的电阻应变计连接成差动式惠斯登电桥。四.称重传感器的分类称重传感器根据其使用要求可以设计成多种多样的结构形式。弹性体是称重传感器的基础部件，是被测负荷的直接承受者，因而称重传感器的结构形式也是由弹性体的结构形式所决定的。根据弹性体结构形式的不同，称重传感器一般可分为：桥式、柱式、悬臂梁式、轮辐式、板环式、双平行梁式、轴对称环式、S型等结构形式。五．称重传感器常用的技术参数1.额定负荷（Fn）：设计规定的称重传感器在其技术指标范围内能够测量的最大负荷。单位：kg,t。2.额定输出（Qn）：称重传感器在没有负荷时和施加额定负荷时的输出信号之代数差。3.灵敏度（S）：称重传感器的输出信号与所加的激励电压之比。单位：mv/v。4.非线性（L）：称重传感器的进程校准曲线和理论直线之间的最大偏差与额定输出的百分比。5.滞后（H）：称重传感器的回程校准曲线和进程校准曲线之间的最大差与额定输出的百分比。6.重复性（R）：在相同的实验条件下，称重传感器三次进程校准曲线之间的最大差与额定输出的百分比。7.蠕变（Cp）：在实验条件不变的情况下，称重传感器的额定输出随时间的最大变化量与额定输出的百分比。8.零点平衡输出：称重传感器在规定激励电压作用下，无负荷时的输出与额定输出的百分比。9.输入电阻：称重传感器信号输出端开路且未受负荷作用时，从激励电源的输入端测得的阻抗值。10.输出电阻：称重传感器激励电源输入端开路且未受负荷作用时，从信号输出端测得的阻抗值。衡器实用技术手册３第三节动态电子轨道衡一．动态电子轨道衡的基本结构动态电子轨道衡的基本结构是由衡区的引轨线路、称量台面系统、称重传感器、测量指示装置等组成。1.引轨线路引轨线路是一段平直的高质量的铁路线路。这部分包括秤台两侧铺设在钢筋混凝土基础上的引路和与其连接的平直铁路线。对引轨的要求：称量轨两端延伸至与一般铁路相连的一段路轨称为引轨。要求其平直、刚性好，并具有一定的长度，车辆经过这段线路后，应不产生新的振动，原有的振动和摆动得到足够的衰减。2.称量台面系统称量台面系统是将被称车辆的重量正确地传递给称重传感器的机械系统，包括承重台面轨、台面、主梁、高度调整器和纵向横向限位器及过渡器等。电子轨道衡的称重台面是一套机械构件，它承受车辆重量，并将承受的重量传递给称重传感器。目前，称重台面系统的主梁选用的材质大致有二种：钢板和型钢焊接梁、铸钢梁。限位装置：为使称量台既能上下活动自如，把载荷正确地传递给传感器，又能在车辆通过台面时，保证整个称重台无水平方向的位移，应采用多个纵向、横向限位器。高度和水平调节器：为调节称量台面的高度和水平，使四个称重传感器均受力，台面系统应安装高度和水平调节器。过渡器：为了减小车辆从引轨进入称量轨时的冲击，造成的强烈振动，在引轨与称量之间必须设置过渡器。常用的过渡器有两种：随动桥式和固定悬臂式。3.测量和指示装置包括:A/D转换器（即通道、称重卡）、计算机、显示器、打印机等。称重及制表软件：我厂动态轨道衡使用的称重软件，大多数是承德五岳编制的，需要的应用软件有：windows98；VB6.0。打印制表管理软件由我厂编制，需要的应用软件有：PB6.5。二.称量原理和称量方式1.称量原理：当列车通过秤台时，承重传力部分完成重量的传递工作；称重传感器在供桥电源的支持下，将重量信号转换成相应的电压信号并送入A／D转换器；A／D转换器把该电压信号转换为相应的数字信号，通过微机内的8255接口板送入计算机；经微机处理后，将重量值送显示器及打印机，完成整个称重过程。2.称量方式动态轨道衡的称量方式一般分为轴计量、转向架计量、整车计量。轴计量：指一辆四轴车分成四次称量，每次称量一个轴重，再累计四个轴的重量，从而得到整节车的重量。如：三炼钢南临时秤。转向架计量：指一辆四轴车分成二次称量，每次称量一个转向架重量，然后再累计前后转向架的重量，从而得到整节车的重量。整车计量：指一辆四轴车在轨道衡台面上一次称出其重量。整车计量往往采用双台面，即每个台面在机械结构上各自独立，将它们排列在一定的位置，使车辆的前后两个转向架同时落在两个台面上，在同一瞬间称出两个转向架的重量，相加后即得到整车的重量。我厂的五台铁水秤属于整车计量，其它的动态轨道衡属转向架计量。衡器实用技术手册４三.动态轨道衡的检定：1.对分度值与分度数的规定：准确度等级分度值(d)分度数(n)0.250kg1000—50000.5100kg500—25002.国标0.5级静检、动检允差表：称量M(t)静检允差(kg)静检允差(kg)M＝0±50±500＜M≤50±100±20050＜M≤200±200±400注：我厂的动态轨道衡准确度等级都是国标0.5级。衡器实用技术手册５第四节电子平台秤凡称重台面呈平台状的电子秤，均称为电子平台秤。任何一台电子平台秤都包括土建基础、机械结构、称重传感器和称重显示仪表四部分。从秤体安装位置来看，电子平台秤一般可分为地上衡、地中衡两大类。电子汽车衡和电子钢材秤是典型的两种电子平台秤。一．电子汽车衡的基本结构1.土建基础电子汽车衡的土建基础一般可分为深坑、浅坑和无基坑三种。2.机械结构电子汽车衡的机械结构一般包括称重台面、承载传力装置、限位装置等三部分。各部分的作用如下：称重台面主要用来承受载荷，应有足够的刚度和强度；承载传力装置的作用是将称重台面上的载荷重量准确地传递给称重传感器；限位装置主要用来防止称重台面发生位移。3.称重传感器采用压式支承结构的电子汽车衡，多选用低外型的剪切桥式称重传感器、剪切悬臂梁式称重传感器或轮辐式称重传感器。我厂电子汽车衡大多选用剪切桥式称重传感器。4.称重显示仪表目前，大多数称重显示仪表是通过测量电阻应变片式称重传感器输出电压来显示被称物的重量值的。我厂电子汽车衡大多选用8142系列仪表。二.电子汽车衡的检定我厂的电子汽车衡的准确度等级均为Ⅲ级，以下的检定规定均指Ⅲ级秤。1.偏载测试（压点）：（砝码规格：1吨）每个支承点应施加的砝码量：M=Qmax／（N－1）；式中：Qmax为最大秤量与最大添加皮重量之和；N为支承点总数；M为应施加的砝码个数。2.最大允差表：称量M(t)最大允差0≤M≤500±0.5e500＜M≤2000±1.0e2000＜M≤10000±2.0e注：此检定规定适用于所有数字指示秤。衡器实用技术手册６第五节电子皮带秤电子皮带秤是根据重力作用对皮带输送机所输送的松散物料进行自动连续称量的衡器设备。电子皮带秤一般由称重控制显示器、称重框架、称重传感器、测速传感器等组成。一.电子皮带秤的工作原理电子皮带秤根据测量信号的原理不同，其工作原理分为测速法和测长法两类。以下仅介绍目前应用较广的测速法的工作原理。1.装有称重传感器的称重框架，检测皮带上的物料重量，产生一个正比于皮带载荷的电信号。2.皮带运行速度由速度传感器测量，并输出对应的电信号。3.称重控制显示器采集上述两种信号，并进行运算处理，从而显示瞬时流量和累计总量。二.电子皮带秤的秤架结构秤架分接触式和非接触式两类。非接触式的典型例子是核子皮带秤。接触式秤架有多种类型：按托辊数量可分为：单托辊式和多托辊式；按秤架方式分：杠杆式、悬浮式和杠杆悬浮式三种。电子皮带秤的称重框架是在输送物料的皮带和称重传感器之间起传输力的作用，要求其有足够的强度和刚度。三.电子皮带秤的传感器电子皮带秤有称重传感器和速度传感器。称重传感器是将物料重力转变为相应的电压输出的装置；速度传感器是皮带速度转变为电信号的测量装置。1.称重传感器:目前，大部分电子皮带秤选用电阻应变式S型称重传感器。量程为300kg、500kg、1t等。2.速度传感器：主要有测速发电机、磁阻脉冲式、光电脉冲式三种。它们的工作原理均是使在需要测速的物体上产生光信号或改变磁场强度的信号，由传感器接受后再转换成与速度成一定关系的电信号输出。四．电子皮带秤的检定1.几个概念有效称量范围：皮带秤的有效称量范围为该秤最大流量（Qmax）的20％—100％