衡器实用技术手册

1、衡器技术手册第一节衡器的工作原理及分类.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：.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。.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。.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。.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。.其它原理：如核子秤是利用对T射线的吸收原理工

2、作的。.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。.按结构原理分类：杠杆秤、弹簧秤、摆锤秤、机电结合秤、电子秤。.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.按准确度等级分类：.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。.非自动衡器，根据检定分度值（e）、检定分度

3、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、H、m、IV。.衡器的基本性能.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。.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。.灵敏性：指衡器对载荷感受的灵敏程度。用灵敏度表示。.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。第二节称重传感器简介.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，

4、 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。.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：.被测负荷作用在弹性体上，使弹性体产生相应的弹性变形；.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）；.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。.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。.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

5、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一一电阻的转换任务。.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。.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。.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

6、构形式。.称重传感器常用的技术参数.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 o.额定输出（Qrj）: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。.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 o.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。.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。.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。.蠕变（Cp）:在实验条件不变的情况下，称重传感器

7、的额定输出随时间的最大变化量与额定输出的百 分比。.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。.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。.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。第三节动态电子轨道衡.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。.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

8、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。.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：

9、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。.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。.称量原理和称量方式.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，

10、完成整个称重过程。.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。.动态轨道衡的检定：.对分度值与分度数的规定：准确度

11、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)Mf= 050500v MK 50士 10020050 VMe 200200400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。.电子汽车衡的基本结构. 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。.机械结

12、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。.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。.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。.电子汽车衡的检定我厂的电子汽车衡的准确度等级均为m级，以下的检定规定均指m级秤。.偏载测

13、试（压点）：（整码规格：1吨）每个支承点应施加的整码量：M=QmaX （ N 1）;式中：Qma妫最大秤量与最大添加皮重量之和；N为支承点总数；M为应施加的整码个数。.最大允差表：称量M取大儿差0W MK 500 0.5e500 V MC 2000 1.0e2000 VMK 100002.0e注：此检定规定适用于所有数字指示秤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

14、前应用较广的测速法的工作原理。.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。.皮带运行速度由速度传感器测量，并输出对应的电信号。.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。.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：按托辗数量可分为：单托辗式和多托辗式；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。.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

15、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。.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。.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.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%。最小累计负荷（Tmin）：最小累计负荷为在有效称量范围内，保证计量误差不超过最大允许误差所必须的最小物 料量。II级秤：T

16、min=2 - T1 - Qmax T1皮带运行一圈所需的时间田级秤：Tmin=T1 - Qmax2.电子皮带秤的检定.准确度等级的划分：划分为I、n、m iVo.零点检定：皮带空荷运行整数圈后，零点指示器的累计示指应不大于这段时间内在最大流量下所应 累计负荷的下列百分比：II 级秤：0.05%田级秤：0.1 %例：有一台电子皮带秤，其三圈运行时间为405秒，最大流量为600t/h，按m级秤检定, 请确定其零点允差为多少千克。解：405X600X0.1 %+ 3.6 =67.5其零点允差为土 67.5千克。3.最大允差表：准确度等级最大允差（%检定使用中抽查n级0.250.5出级0.5士 1.

17、0五.核子皮带秤.概述核子皮带秤是安装在皮带输送机的适当位置上，不与皮带直接接触，对散装固体物料自动进行连续累计称重的计量器具。它是利用丫射线的辐射与吸收原理工作的。核子皮带秤由放射源、探测器、框架、测速传感器和称重指示器组成。放射源使用葩一137（Cl 137）,半衰期为30年；探测器是指用于探测丫射线的电离室。.核子皮带秤的检定准确度等级核子皮带秤的准确度等级分两级：1.0和2.0。零点累计示值相同时间内零点累计示值与最大累计示值之比不大于下列值:.0 级秤 0.1 %2.0 级秤 0.2 %第六节衡器典型故障实例.汽车衡各称重段误差大（即点差大）如何处理。故障现象：一台重车（80吨左右）

18、在秤台停车位置不同，称量的数值不同。分析处理：.从故障现象可分析出该秤各承重点（共 8点）误差大，测试各传感器的激励电压及 输出信号，与原始记录进行比较，发现西北中传感器激励电压变化大，检查该接线端子（在 接线盒处）发现一个微调电阻有问题，可以认为该接线盒有问题。更换该接线盒，用整码压 点（8点），用标准检衡车标定。.检查秤体、限位装置、接线盒、传感器受力状态、各插头、信息线均无问题后，用 整码压点（8点），用标准检衡车标定，或用满量程整码标定。说明：对于点差大的处理，一定要认真仔细的检查各个部件， 测试传感器的输入输出电 压，在确认故障原因后，方可采用用整码压点的方法。.汽车衡（平台秤）称重

19、仪表不显示空秤零点，只显示光标如何处理。故障现象：称重仪表不显示空秤零点，只显示光标。分析处理：在8142型称重仪表表后九针插头处测试仪表输出激励电压正常（12.5V）输入信号不稳定；检查仪表接地及信息线的屏蔽、绝缘良好；在接线盒处测输出信号仍不稳定，逐一拆下 各传感器信号线并测试，发现北中点传感器输出信号不稳定，拆下此传感器所有连线，接通 仪表电源，仪表清零后，显示示值为零，且稳定；由此可判断出此传感器（测阻值异常）有 问题，更换该传感并校秤，故障排除。说明：询问当班计量员，得知现场吊装钢坯脱落，落点在该传感器正上方。.汽车衡称重仪表零点偶尔上漂移。故障现象：仪表显示不正常，零点上漂最多达

20、8吨，有时稳定不变，故障持续时间短， 突发性大，有时几天，有时几小时出现一次。分析处理：.测试仪表输入、输出电压，接地线及各连线插头接触情况，均正常；怀疑该仪表性能 不良，更换新仪表，校秤合格，过几天又出现上述故障现象，排除仪表原因；测试仪表供电 电源部分，查看计量室周围有无强电磁干扰，发现计量室后有大型磁盘吊及机床等设备。当 仪表示值稳定，反复启停上述设备，仪表示值均稳定，排除外界电磁干扰；重新取仪表供电 电源，拆除UPSfe源，几小时后，又发现上述故障现象；.当仪表再次出现上述现象时，不关闭仪表电源，立即打开传感器接线盒，逐一测试传感器信号，发现西北角传感器输出信号在1.1mv-4.7mv

21、之间变化，而激励电压不变，关闭仪表电源再开启后，仪表显示稳定，而测试该传感器信号为1.1mv不变。.联想到过去几天来，当仪表示值正在漂移时，把仪表断电再给电后，示值稳定， 正与 上述测试结果相吻合，故确定此传感器有问题。.更换该传感器，重新校秤合格。至今，该秤运行正常。备注：换下白传感器（CZL-YB-7J30t）回厂检定，测试几项指标均合格。.汽车衡称重仪表示值先低后正常，稳定时间长，点差大。故障现象：重车过秤时，仪表示值先是低，逐渐上漂，然后接近理论数，稳定时间较长， 且南北点差大。分析处理：首先检查限位器，重车上秤时的秤台状态，传感器受力情况，基础板等均没发现问题。测试传感器输入输出电压

22、，均正常。分析该秤使用的传感器类型及生产厂，分析 空车正常，重车不正常，及计量员反映的重车上秤越往北仪表示值越快的现象，最后认为该 传感器有问题（位于西南角）0更换该传感器，校秤合格。故障现象消失。.动态轨道衡台值变化大如何处理。故障现象：空秤台值在3天内从5000码逐渐降到4600码左右，导致称重数据失准。分析处理：首先检查传感器受力正常，机械台板外观无异常。检查传感器接线内各端子 无松动，测试输入、输出电压稳定。检查计算机后称重卡接口处的插头发现，有一根信号线 焊接不良。重新焊接后，空秤台值恢复到 5000码左右，故障排除。.Windows98操作系统下的称重软件，偶尔出现过不上车如何处理

23、。故障现象：采用 Windows98B作系统下的称重软件，偶尔出现过不上车现象。分析处理：首先分析录制的实时曲线，发现南侧空秤台值有时达到8200码，正常为5100 码。测试空秤台值20分钟左右，南秤台值一直在5100码左右波动。可以暂时排除传感器及 接线盒等方面的因素。从称重软件考虑，来车范围设为2000码至6000码。综合分析认为，可能是南通道抗干扰性差。更换南通道并校秤，观察几天，未出现上述故障现象。.动态轨道衡过重车量低，轻车正常如何处理。故障现象：每个重罐量都低约13吨，而回皮空罐正常。分析处理：此类故障应首先检查机械秤台、限位装置、安全装置。经检查上述几项正常。 通过称重软件储存的

24、实时称重曲线（北秤台曲线为白色，南秤台曲线为绿色），发现北秤台采样数据有问题，其最大为62吨（折算为重量），而南秤台最大为75吨，且北秤台曲线最高线 为同一平面（像刀削一样），由此可以确认北秤台通道有问题，更换该通道，重新校秤，故障 排除。说明：1.如果处理此类故障不能关闭计算机、通道等上部设备。2.如果处理此类故障有一定经验，可以直接观察曲线，确认故障点。.轨道衡称重数据正常，计量单上的秤台值较大。故障现象：正常空秤台值为6950,而打印出的计量单上的秤台值为 30761,从称重数据 看，未见异常。分析处理：分析此类故障应从以下三个方面考虑：制表软件、通道、计量员操作。由于 该打印制表软件已

25、使用一段时间，可暂时排除此方面因素；从称重数据及称重看未见异常， 可暂时排除通道因素；从录制的实时曲线，可以发现初始台值为30000多，进一步观察曲线，分析认为是计量员称重程序给晚了（秤台上有车）。备注：通过到现场实验，验证了上述观点。.轨道衡称重正常，显示正常、计量员操作正常，但打印不了计量数据。故障现象：称重、显示均正常，但打印不了计量数据（采用DOSM乍系统）。分析处理：首先检查打印机。打印机不自检，故认为打印机坏，换一台好的打印机后， 仍不联机、不打印；换一条打印信息线，仍不联机、不打印；此时可以认为是计算机问题（打印接口） ，更 换计算机（用原硬盘），打印正常。十.轨道衡秤台值为零。故障现象：该秤秤台值为零。分析处理：各部位供电均正常，由接线盒处测传感器激励电压正常， 测传感器输出总信 号为负值。逐一拆下传感器输出