一 、引言
当下已经基本步入工业自动化生产阶段，各个生产流程都需要由控制程序自动展开管控调整，但是在此过程中就必须准确获得对应的生产信息，其中最有效和最准确的方法就是借助各类传感器来进行参数数据的实时采集，通过采集数据来分析各设备以及工艺的落实执行情况，确保产品质量。因此传感器在现代工业生产中发挥着极其关键的作用。尤其在现阶段传感器技术的迅速发展，以称重传感器为基础的衡器在各个领域得到了普遍应用，亲能够更加精准快速地完成对相应物料质量的增量和控制，不断提高自动化智能化程度。电阻应变式称重传感器由于其制作工艺较为简单，加工成本较为低廉，在我公司生产过程检测与控制、自动计量等领域已大量应用。
二、称重传感器的工作原理
称重传感器主要是通过力一电之间的信号转换来实现对相应物体重量的称量，在具体应用中又可以分成多种不同类型，比如电阻应变式、电感式、振弦式等等。其中，最常用的是电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器按其结构又分为柱形筒形、箱形、悬臂梁形、剪切梁形、圆环形和轮辐形等多种类型。以电阻应变式称重传感器为例，介绍其工作原理：
称重传感器需要把电阻应变器固定在对应的敏感元件上，并组成电桥，这样就能够实现质量到电信号的转变。所以，该类传感器主要由弹性敏感元件和电阻应变器两部分组成，前者将被测物体的质量转换为弹性体的应变值，后者则是通过弹性体应变来实现对电阻值的调整并转化为对应的信号。在弹性体表面荷载有相关物体时，弹性体就会出现纵向或者横向的形变，这样固定在其表层的应变片，就会同步产生相应的变化，并通过电阻值变化反映出来。由于二者组成了平衡电桥，当应变片应变电阻出现改变时，电桥原有的平衡就会被破坏，最终输出的信号值就会与物体质量之间成正比例关系，也就是在弹性体所能承受的最大弹性范围内，物体质量变化和弹性体变化成正比，以此为基础就能够进行物体质量的准确称量。
三、 称重传感器的故障排除实例
现在我们来探讨一下称重传感器在使用中出现的故障问题以及如何排除故障。使用中的电阻应变式传感器故障往往会导致称重系统漂移，显示不稳定或不显示数据等现象。下面主要介绍模拟传感器中一些常见的故障和故障排除方法和步骤。
引起传感器故障的原因很多，但归纳起来看其实分为内部原因和外部原因。内部原因主要是有传感器本身造成的故障，比如传感器内部的元器件老化等。外部原因则是一些人为或自然因素损坏，比如传感器过载、冲击，或不小心跌落、大力拽传感器导线、雷击或大电流通过传感器、化学腐蚀、潮气侵蚀或高粉尘环境等。故障原因可以从传感器构成的几个主要部分来分析。传感器组成分为三个部分，即弹性体和电阻应变片和输出的连接电路。如果从传感器出现的故障现象来看，其本质是输出故障。对此，我们要采用关联法来分析，即采用传感器自身的信号输出流程来分析。
为了解决问题的方便，我们可以参考DSP中处理信号的原理，将这四个步骤等效成4个模块，每个模块负责自己的功能，这些模块是以流水线形式来处理变换的。
按照关联法来看，输出故障有可能在最终输出前的每个模块中出现。其中在从模块②到模块③过程中，包含着机械到电子的转换，在此胶水起着关键作用，起到了中介媒质作用。所以，我们就可以对这类故障进行模块逐步排除法。
模块①的故障是很清楚明了的，可以清晰地看出重量的变换。
模块②的故障主要体现在弹性体设计和材料等方面，可以采取测量传感器的重复性、非线性和滞后性等性能指标来验证。
模块③的故障主要体现在输入和输出电阻的阻值变化上面，在此可以采用测量输出输入电阻值的方法来判断。在检测时，应将传感器同接线盒和其它测试设备断开，依次测量传感器的输入端头和输出端阻抗值，对比测试值与产品的合格证的数值是否一致。
模块④的故障主要体现输出端没有电压或者电流
出现，在此可以采取测量电缆端是否有输出信号来判断
利用这4个解决问题的方向，我们就可以对一些故障现象进行总结。
故障一：称重载荷加到传感器上时，显示仪表上无重量显示
（1）先检查模块④功能是否正常，测量电桥电路的输入端和电压输出是否正常，若电压电路有故障，排除后再做进一步检查。
（2）排除模块④功能后，再检查模块③与模块④之间的连接，检查电桥焊点是否有虚焊或者开焊现象，使电桥不工作。
（3）如果排除模块④与模块③之间连接故障，接着查模块③，检查传感器中是否有异物，电阻应变片是否发生应变，电阻是否变化。
（4）模块②出现问题，弹性体变形不符合要求。
故障二：称重传感器未加载荷时，显示值出现零飘、不回零、跳变
（1）模块④电桥某一桥臂有虚焊现象，或某个焊点有“碰地”现象。
（2）模块③粘贴电阻应变片处开胶。
（3）模块③与模块②连接处，电桥与弹性体之间绝缘电阻值下降。
（4）模块②出现问题，弹性体变形不符合要求。
故障三：称重显示值不准确
（1）模块②出现问题，弹性体变形有问题，可能弹性体被摔、碰撞、造成局部断裂，或者弹性体疲劳过度，使弹性体失去应有的应力变化因而读数不准。
（2）模块③出现问题，由于某种原因造成供桥电压升高或者电阻应变片过热，使应变片粘胶损坏，阻值改变。
（3）模块④出现问题，可能在高温或温度变化大的环境中使用，输出电路元器件不稳定或者损坏。
故障四：载荷加到弹性体上时，显示值各不相同
（1）模块②出现问题，弹性体本身变化不稳定。
（2）模块③出现问题，电阻应变片本身的特性不好。
（3）模块②与模块③连接部分出问题，粘贴剂变质使应变片粘贴不牢。
（4）模块④组桥电路出现问题，其元器件性能不稳定或者外界影响了电路板的输出。
故障五：载荷加到弹性体上时，显示值随时间变化，载荷越大变化越大。
（1）模块②出现问题，弹性体本身变化不稳定。
（2）模块②与模块③之间出现问题，粘贴胶选用不当或老化、潮湿等问题所引起的。
上述几类故障在称重传感器中较为高发。通过对故障的精准识别，能够及时恢复传感器正常运行，避免影响生产工作的开展。在发生故障时，需要单独隔离传感器设备，然后再对其输入和输出的阻抗进行测量，两者正常值分别为380Ω和350Ω，如果超出该值的范畴，则说明传感器存在异常。如果存在断路问题，则需要对电缆的完整性进行检查，如果信号电缆无问题，则可以判断应变片存在故障，可能因为电流过大被烧毁。如果阻抗值存在不稳定状态，则可能是由于信号线出现绝缘破损，再或者是因为传感器受潮导致弹性体的绝缘性能降低，进而影响信号的感应和输出。传感器的正常零点输出信号值为(-3mV～2mV)。如果不在此范围内，则说明存在异常。输出信号值远超过该值，这说明可能是由于过载所引起的弹性体塑性变形，超过传感器的最大使用范围；输出信号值极小或者无零点信号，则说明可能存在应变片脱落、秤体被其他物体支撑等情况。
四 、结束语
总之，称重传感器在具体应用中可能出现多类故障，在具体工作中需要在传感器工作原理基础上编制对应的检查表，以提高分析的针对性和分析效率，从而快速而又准确的发现故障。在检查称重传感器故障时，首先要对称重传感器的外观进行检查，然后根据检查表对其进行逐步的分析和测试，相信故障就会很快排除。
参考文献：
王美胜；称重传感器的选用[J]；仪器仪表标准化与计量；2003年01期
张耀华；平衡梁有限元分析及结化[D]；河北工业大学；2000年
