Как проверить тензодатчик: Проверка тензодатчика весов при помощи мультиметра

Проверка тензодатчика весов при помощи мультиметра

Механические или электрические неисправности тензодатчиков приводят к неправильной работе весоизмерительных систем или полному выходу их из строя. К счастью, большинство проблем можно определить с помощью нескольких простых тестов, которые описаны ниже в этой статье.

Прежде чем начать проверку, нужно убедиться, что выполняются следующие условия:

• Необходимо использовать стабилизированный источник питания. Если напряжение источника будет «гулять», то говорить о стабильных показаниях датчика не приходится. Обычно используется напряжение питания 5 или 10 вольт. Обязательно сверьтесь со спецификацией тензодатчика на предмет необходимого напряжения возбуждения.
• Обязательно используйте высокоточный мультиметр, имеющий минимум 2 знака после запятой в диапазоне измерения милливольт (мВ). Многие магазинные мультиметры не обладают достаточно высокой чувствительностью.
• Демонтируйте тензодатчик из весовой системы, открутив все болты и монтажные приспособления. Если это невозможно, необходимо учитывать дополнительный вес при проверке баланса нуля.

Визуальный осмотр

При оценке тензодатчика первым шагом всегда необходимо проводить визуальный осмотр. Часто, наметанным глазом, проблема может быть обнаружена до проведения каких-либо измерений. На что обратить внимание:

• Нарушение формы или деформация любой части тензодатчика указывает на то, что он испытал недопустимые воздействия, скорее всего произошло превышение максимально допустимой нагрузки, ударная нагрузка или боковая нагрузка. В данном случае рекомендуется полная замена датчика.
• Поврежденная сварка: Сварные швы не должны иметь трещин, глубоких выбоин или других аномалий. Нарушения целостности сварного шва может привести к попаданию влаги и пыли в тензодатчик.
• Много ржавчины: небольшое количество ржавчины на внешней стороне корпуса не оказывает существенного влияния на работу тензодатчика, но при этом ржавчина может указывать на возможное повреждения внутренней части влагой.
  Этой проблемы можно избежать если для влажных сред использовать тензодатчики из нержавеющей стали. Обязательно внимательно осмотрите места герметизации, чтобы увидеть, нет ли признаков ржавчины.
• Чрезмерная коррозия: воздействие химических веществ, будь то порошок, газ или жидкость, может привести к коррозии корпуса тензодатчика и его электрических компонентов. В отличие от ржавчины, химическая коррозия может образоваться даже в тензодатчиках из нержавеющей стали. Как и в случае с ржавчиной, обязательно осмотрите корпус, чтобы увидеть, есть ли признаки повреждений.
• Повреждение кабеля. Кабель тензодатчика необходимо проверить по всей его длине, начиная с того места, где он соединяется с датчиком. Поврежденный или оборванный кабель может вызвать множество проблем.

Тест нажатием

Тест нажатием можно выполнить, просто наблюдая за показаниями индикатора веса, слегка постукивая по датчику ручкой отвертки или резиновым молотком (никогда не используйте молоток или другой металлический предмет), силу удара подбирайте исходя из номинала предельной нагрузки датчика. Нормальный тензодатчик должен быстро возвращаться в нулевое значение, без скачков показаний. Если тензодатчик уже отсоединен от индикатора, то этот текст можно выполнить с помощью мультиметра во время проверки нулевого баланса.

Баланс нуля тензодатчика

Баланс нуля (выражается в процентах от номинальной мощности) — это значение выходного сигнала тензодатчика при номинальном напряжении питания и отсутствии нагрузки.

1. Отсоедините тензодатчик от индикатора.
2. Убедитесь, что на датчик не подается весовая нагрузка и что провода питания подключены к источнику напряжения, подающему рекомендуемое для этого датчика питание, указанное в техническом описании. (Это напряжение можно подать с весоизмерительного прибора, оставив подключенными только соответствующие провода)
3. Подключите мультиметр к сигнальным проводам тензодатчика и измерьте его.
4. Примечание: Тензодатчики имеют параметр который называется «Рабочий коэффициент передачи (РКП)», который указывается в паспорте в единицах мВ на В; напряжения питания и выходного сигнала в Вольтах. При использовании питания 5 В тензодатчик, имеющий РКП равное 2 мВ / В, выдает на сигнал в 10 мВ при полной нагрузке на датчик.
5. Отклонение нулевого баланса, превышающее допуск, указанный в паспорте тензодатчика (обычно от 1%), свидетельствует о том, что датчик поврежден.

Измерение напряжения баланса нуля тензодатчика при помощи мультиметра

Пример: на основании вышесказанного: при питании 5В, и РКП 2мВ/В, при полной нагрузке на датчик напряжение на сигнальных проводах будет 5В x 2мВ/В = 10мВ. Следовательно, без нагрузки напряжение на выходе не должно превышать один процент от 10мВ, т.е. на выходе будет не больше чем 0.1мВ.

Проверка баланса моста

Используя мультиметр измерьте сопротивление на плечах резистивного моста датчика.

1. Убедитесь что тензодатчик отключен от цепи питания, и на него не оказывается воздействие.
2. Закоротите сигнальные провода, скрутив их.
3. Измерьте и запишите сопротивление между сигнальным выходом и выводом отрицательного питания.
4. Измерьте и запишите сопротивление между сигнальным выходом и выводом положительного питания.
5. Оба показания обычно должны отличаться не более чем на 1 Ом друг от друга. Отличие более чем на 1 Ом, почти всегда указывает на неисправность датчика.

Входное и выходное сопротивление тензодатчика

Используя мультиметр (в режиме измерения сопротивления), сравните входное и выходное сопротивление моста тензорезистора.

• Чтобы измерить входное сопротивление моста, поместите щупы мультиметра между выводами +Exc и -Exc.
• Чтобы измерить входное сопротивление моста, поместите щупы мультиметра между выводами + Sig и -Sig.
• Оба показания должны соответствовать значениям указанным в спецификации тензодатчика.

Измерение входного сопротивления тензодатчика при помощи мультиметра

Сопротивление моста:

Способом указаным выше, выполните следующие измерения сопротивлений:

• Между +Exc и +Sig
• Между -Exc и +Sig
• Между +Exc и -Sig
• Между -Exc и -
• В большинстве случаев эти показания не должны различаться более чем на 1 Ом, но старые модели тензодатчиков могут быть исключением.

Для более точной диагностики рекомендуется обратиться либо в сервисный центр, либо к производителю тензодатчика.

Диагностика, проверка тензодатчика на исправность

Внимательно проверьте общее техническое состояние системы измерения веса:

• наличие заземляющего контура (шунта), затяжку резьбовых соединений;
• проверка отсутствия следов коррозии, повреждения тензодатчиков, узлов встройки, грузоприемного устройства;
• проверка суммирующих плат; весового индикатора на имитаторе тензодатчика;
• тестирование весового индикатора, подключение к имитатору тензодатчика;
• осмотр состояния кабельной продукции, герметичность кабельного ввода на тензодатчике;

Для выполнения диагностики Вам понадобится:

Тестер HY-LCT – с помощью данного устройства  возможно выполнение  всех необходимых замеров.

В случае отсутствия специализированного оборудования для проверки тензодатчиков, ее можно произвести с помощью следующих устройств:

• Вольтомметр с пределом измерения ≤0. 5Ω и ≤0.1 mV (на крайний случай качественный мультиметр) для измерения нулевого баланса, и целостности тензометрического моста;
• Мегомметр 1000 МОм не более 50В постоянного тока, для измерения сопротивления изоляции;
• Грузоподъёмное устройство (домкрат, кран и т.д.), необходимое для поднятия грузоприемного устройства и освобождения тензодатчика от воздействия нагрузки;
• Подготовить таблицу для фиксации значений снимаемых при замере;

 

Для выявления неисправности тензодатчика достаточно провести 4 основных типа испытаний. Рассмотрим последовательность их выполнения и для чего они необходимы:

1)  Проверка сопротивления изоляции.

Для выполнения данного теста, необходимо подключить мегомметр к кабелю тензодатчика и проверить на наличие тока утечки между корпусом тензодатчика и токоведущими частями. Для проверки тензометрических цепей Keli  допускается применение мегомметра напряжением не более 50В постоянного тока.

Для функционирующего тензодатчика значение снятых замеров не должно быть ниже  5 Мом. Если значение сопротивления изоляции меньше 1кОм – это свидетельствует о явном коротком замыкании. Короткое замыкание может быть между корпусом тензодатчика и токоведущими частями (тензорезисторами), а также в кабеле. При коротком замыкании в кабеле, его можно заменить, если это предусматривает конструкция тензодатчика.

2)  Проверка тензометрического моста – Уитстона.

Отсутствие повреждений моста проверяется путем измерения входного и выходного сопротивления, а также сопротивления баланса моста. Отсоедините датчик из коробки или измерительного прибора. Входные (EXC+, EXC-) и выходные (SIG+, SIG-) сопротивления измеряется омметром, подключаемом к каждой паре входных и выходных проводов тензодатчика. Затем производится сравнение входного и выходного сопротивления со значениями в калибровочном паспорте (выдается производителем) или с техническими данными из каталога. Сопротивление баланса моста измеряется поочередным подключением омметра к каждой паре выводов кабеля. Значение сопротивления между парами, не должно отличаться более чем на 1-2 Ома.

Расхождения входного и выходного сопротивления тензодатчика от паспортных значений, говорит  о неисправности тензометрического моста,  как следствие — появление сопротивления разбаланса, оно свидетельствует о неработоспособности тензодатчика и необходимости его замены. Данные неисправности, как правило возникают вследствие электрического воздействия (сварка, статическое поле, электрический пробой), физического (динамические удары, прокручивание, боковые нагрузки).

3) Проверка нулевого баланса (в ненагруженном состоянии).

Данный тест проводится  для проверки состояния тензодатчика в ненагруженном состоянии,  для этого тензодатчик извлекают из узла встройки и убирают с датчика веса всю приложенную нагрузку. Далее необходимо подключить источник питания, рекомендуемый производителем для правильной работы тензодатчика,  в цепь возбуждения тензодатчика, а с выходной цепи снять сигнал в мВ, и сравнить со значением указанным  в паспорте на датчик. Для тензодатчиков Keli Sensing рекомендуемое напряжение питания составляет 5-12V(DC).

Пример: при чувствительности тензодатчика 2мВ/В и питании 10В, напряжение нулевого баланса не должно превышать +- 0.02 мВ.

Если  значения выходного сигнала существенно отличаются от паспортных значений, можно судить о деформации упругого элемента тензодатчика, также возможна отклейка или нарушение изоляционного слоя тензорезисторов.

4) Проверка тензодатчика в нагруженном состоянии.

Для данного теста тензодатчик должен быть подключен к весовому индикатору или к прибору со стабильным источником питания от 5Vдо 12V. С помощью милливольтметра, подключенного к выходу тензодатчика, нагружают датчик и фиксируют показания выходного сигнала, при снятии нагрузки показания выходного сигнала должны вернуться к исходным. При проведении данного теста необходимо проводить несколько циклов нагружения-разгружения тензодатчика  различным весом, но не менее 50% от НПВ датчика. Также необходимо удержание веса не менее 30 мин. в каждом из циклов и анализ изменения показаний в течении данного периода времени. В случае если при проведении теста показания будут отличаться от значения постоянно прикладываемой нагрузки,  а также не будут возвращаться к исходным значениям, можно судить о нарушении контакта в клеевом слое между тензорезисторами и упругим элементом. Такой тензодатчик требует замены.

Как проверить тензодатчик с помощью мультиметра

Установите мультиметр в милливольтах постоянного тока и подключите выходные провода тензодатчика к мультиметру. Подайте напряжение 5 В или 9 В постоянного тока на провода возбуждения и поместите тестовый груз на тензодатчик. Мультиметр зарегистрирует изменение напряжения, измеренного на выходе тензодатчика.

Как проверить тензодатчик

Чтобы протестировать тензодатчик перед его использованием, вам понадобится мультиметр и источник напряжения. Измерьте сопротивление входных и выходных проводов тензодатчика, установив мультиметр в Омах. Сравните значения измерений с сертификатом калибровки от производителя, чтобы убедиться, что они точно совпадают друг с другом. Точно так же проверьте точность тензодатчика, измерив сигнал в милливольтах от входных проводов. Если к тензодатчику не приложено никакой силы, значение должно быть равно нулю. Приложите калиброванный собственный вес, как указано в сертификате калибровки, и снова сравните значения.

Как измерить выходной сигнал тензодатчика

Выход тензодатчика измеряется цифровым измерителем. Цифровой измеритель подключается к выходу тензодатчика. Он преобразует цифровые сигналы, производимые тензодатчиком, в читаемые цифровые значения. Вы также можете измерить выходной сигнал тензодатчика с помощью мультиметра. Однако мультиметр удалит выходное напряжение в милливольтах и ​​не преобразует его в силу или вес.

Как проверить сопротивление тензодатчика

Тест тензодатчика выполняется с помощью цифрового мультиметра. Цифровой мультиметр подключается между проводом положительного сигнала и проводом отрицательного сигнала тензодатчика. Выход между ними должен быть равен или значению, указанному в таблице.

Это проверка выходного сопротивления тензодатчика. Теперь проверьте сигнал между положительным проводом возбуждения и отрицательным проводом возбуждения. Они должны быть равны. Это проверка входного сопротивления.

Колебание значения тензодатчика

Значения тензодатчиков могут колебаться по нескольким причинам. От физических повреждений, таких как ударная нагрузка и длительная перегрузка, до условий окружающей среды, таких как температура, влажность, проникновение воды или коррозия, датчик силы может давать ошибочные выходные данные. Значения измерений также будут колебаться при обрыве кабелей или коротком замыкании. Чтобы выяснить, что вызывает колебания значения тензодатчика, выполните визуальную проверку, чтобы определить место неисправности. Выполните проверку нулевого баланса, чтобы определить, не претерпел ли тензорезистор необратимую деформацию. Проверка сопротивления изоляции может также помочь вам определить, попадает ли влага внутрь тензодатчика. Кроме того, проверка сопротивления моста определит, есть ли короткое замыкание внутри тензодатчика.

Дрейф нуля тензодатчика

Дрейф нуля — это состояние, при котором измерения нуля тензодатчика изменяются случайным образом в условиях холостого хода. Также это может происходить при загрузке аппарата, и это явление называется дрейфом. Несколько причин, таких как механические ошибки, колебания напряжения возбуждения и изменения температуры, могут вызвать дрейф. Для устранения неисправности тензодатчика по дрейфу нуля важно проверить всю систему.

Отрицательное значение тензодатчика

Отрицательное показание тензодатчика возникает, когда тензодатчик находится в неправильной ориентации. Если тензодатчик перевернут, он будет давать отрицательные показания под нагрузкой. Обычно на тензодатчике есть стрелка, указывающая направление нагрузки. Весоизмерительный датчик, используемый для измерения натяжения, не будет отражать отрицательные показания, если он установлен в перевернутом положении, что приведет к ошибочным показаниям. Однако, если тензодатчик установлен правильно, а показания по-прежнему отрицательные, проверьте подключение проводов в соответствии с цветовым кодом, указанным производителем.

Перегрузка тензодатчика

Каждый тензодатчик поставляется с номинальной грузоподъемностью. Загрузка тензодатчиков сверх номинального значения приводит к перегрузке тензодатчика. Явными признаками перегрузки тензодатчика являются непостоянные показания дисплея, показания, которые не возвращаются к нулю даже после снятия нагрузки, резкое изменение нулевого баланса и т. д. Ударная перегрузка является одной из самых разрушительных среди перегрузок. Здесь вес груза изменяется в значительной степени за очень короткий промежуток времени. Большинство тензодатчиков выдерживают некоторую перегрузку, и это значение называется безопасной перегрузкой. Все, что сверх этого, может привести к необратимому повреждению.

Поиск и устранение неисправностей и тестирование тензодатчика

Существует ряд механических и/или электрических неисправностей, которые могут вызвать ошибки в системах взвешивания с тензодатчиками. К счастью, большинство проблем можно обнаружить с помощью нескольких основных тестов, подробно описанных ниже, как устранить неполадки с тензодатчиком. Эти тесты помогут вам определить, требуется ли ремонт тензодатчика.

Внизу страницы вы найдете печатную форму для записи данных во время тестирования. Вы также можете отправить свои данные для бесплатного анализа. Нажмите кнопку «Продолжить» в нижней части формы, и технический специалист Load Cell Central просмотрит данные и свяжется с вами по поводу результатов.

Прежде чем начать, убедитесь, что выполнены следующие условия:

• Требуется стабильный источник питания. Если источник питания колеблется, показания тензодатчика также будут меняться. Желательно 10В, но не более 15В.
  Некоторые тензодатчики меньшего размера рассчитаны на напряжение до 6 В. Обязательно сверьтесь с техническими данными тензодатчика для получения информации о требуемом напряжении возбуждения.
• Обязательно используйте высокоточный мультиметр, имеющий не менее 2 знаков после запятой в диапазоне милливольт (мВ). Многие мультиметры в магазине не обладают достаточно высокой чувствительностью, чтобы обеспечить надежную обратную связь.
• Снимите тензодатчик с любого корпуса или монтажного узла. Сюда входят рым-болты и скобы. Если оборудование не может быть удалено, необходимо учитывать дополнительный вес, чтобы точно оценить нулевой баланс.

Физический осмотр

Первым шагом при оценке весоизмерительного датчика всегда является проведение физического осмотра. Часто проблема с тензодатчиком может быть обнаружена наметанным глазом до того, как будут выполнены какие-либо другие тесты.

На что обратить внимание:

• Нарушения формы или структурной целостности любой части датчика: коробление, изгиб, волнистость или другая деформация металлического корпуса датчика указывает на перегрузку датчика веса. , ударная нагрузка или боковая (неосевая) нагрузка. Когда физическое повреждение не позволяет датчику веса вернуться к своей форме нулевой нагрузки, целостность датчика была нарушена, и датчик веса должен быть заменен.
• Поврежденная сварка: сварные швы не должны иметь трещин, глубоких выемок или других аномалий. Нарушения целостности сварного шва могут привести к попаданию влаги и пыли в тензодатчик.
• Чрезмерная ржавчина: Хотя небольшое количество внешней ржавчины обычно является доброкачественным, чрезмерная ржавчина снаружи указывает на возможное повреждение внутренней части весоизмерительного датчика влагой. Воздействие влаги наносит вред тензодатчику как внутри, так и снаружи. Этой проблемы обычно можно избежать, выбрав герметичный тензодатчик из нержавеющей стали для использования во влажной, сырой или влажной среде. Обязательно внимательно осмотрите участки уплотнения, чтобы увидеть, нет ли признаков повреждения уплотнения ржавчиной.
• Чрезмерная коррозия: Воздействие химических веществ, будь то порошок, газ или жидкость, может вызвать коррозию корпуса тензодатчика и электрических компонентов. Химическая коррозия может возникать даже в тензодатчиках из нержавеющей стали. Если коррозия носит не только поверхностный характер, это может означать внутреннее повреждение тензодатчика. Как и в случае ржавчины, обязательно осмотрите участки уплотнения, чтобы увидеть, есть ли признаки повреждения уплотнения коррозией.
• Повреждение кабеля. Кабель тензодатчика необходимо проверить по всей его длине, начиная с того места, где он соединяется с датчиком. Поврежденный или сломанный кабель может вызвать множество проблем. Оборванные или поврежденные провода представляют собой очевидную проблему, но даже небольшие порезы или потертости на корпусе могут позволить влаге проникнуть в датчик веса, что приведет к повреждению внутренней работы датчика.

Тест постукиванием

Тест постукиванием можно выполнить, просто наблюдая за индикатором, слегка постукивая по нему рукояткой отвертки или резиновым молотком (никогда не используйте молоток или другой металлический предмет). Резкие скачки на дисплее указывают на внутреннее повреждение тензодатчика. Убедитесь, что все краны достаточно легкие, чтобы не повредить корпус тензодатчика.

Если тензодатчик уже был отсоединен от индикатора, эту проверку можно выполнить с помощью мультиметра во время проверки нулевого баланса.

Нулевой баланс

Нулевой баланс (выраженный в процентах от номинального выхода) — это измерение выходного сигнала тензодатчика при номинальном возбуждении и без нагрузки.

1. Если это еще не сделано, отсоедините тензодатчик от индикатора.
2. Убедитесь, что к ячейке не подключена нагрузка и что провода возбуждения подключены к источнику напряжения, установленному на рекомендуемое напряжение возбуждения, указанное в техническом описании. (Это напряжение возбуждения часто может подаваться индикатором, оставляя подключенными только провода возбуждения)
3. С помощью мультиметра измерьте напряжение на сигнальных проводах.
4. Примечание. Тензодатчики рассчитаны в мВ/В; возбуждение и выход указаны в вольтах. При возбуждении 10 В тензодатчик, рассчитанный на 2 мВ/В, будет выдавать 20 мВ при полной шкале.
5. Отклонение нулевого баланса, превышающее допуск, указанный в паспорте весоизмерительного датчика (ОБЫЧНО 1%), свидетельствует о том, что датчик, вероятно, был поврежден в результате перегрузки.

Пример: Учитывая приведенные выше данные (c), вы должны увидеть на своем измерителе не более 0,2 мВ при нулевой нагрузке.

Если применяется напряжение возбуждения, отличное от 10 В, используйте следующую формулу:

F x E = O

Где «F» — номинальный выходной сигнал датчика веса при полной шкале в мВ/В , «E» — напряжение возбуждения в Вольтах, а «O» — выходной сигнал полной шкалы в мВ . Ваш нулевой баланс не должен превышать 1% (или другой процент, указанный в таблице данных) от «0» как в положительном, так и в отрицательном значениях.

• Проверка баланса: Используя настройку в омах (Ом) на мультиметре, сравните сопротивление на каждой стороне мостовой схемы.

1. Убедитесь, что тензодатчик отключен от источника питания и к нему не подключена нагрузка.
2. Закоротите сигнальные провода, скрутив или защелкнув их.
3. Измерьте и запишите сопротивление между сигнальными проводами и проводом -Exc.
4. Измерьте и запишите сопротивление между сигнальными проводами и проводом +Exc.
5. Два показания обычно должны отличаться друг от друга в пределах 1 Ом. (Результаты, отличающиеся более чем на 1 Ом, почти всегда указывают на неправильную нагрузку ячейки)

Сопротивление возбуждения/сигнала: С помощью мультиметра (настройка Ом, Ом) сравните входное сопротивление моста и выходное сопротивление.

1. Чтобы получить входное сопротивление моста, поместите измеритель между выводами +Exc и -Exc.
2. Чтобы получить выходное сопротивление моста, поместите измеритель между выводами +Sig и -Sig.
3. Оба показания должны находиться в пределах спецификаций, указанных в техническом описании тензодатчика.

Сопротивление перемычки: Таким же образом, как описано выше, выполните следующие измерения:

В этом тесте проверяется каждый датчик отдельно.

1. +Exc до +Sig
2. –Exc до +Sig
3. +Exc до -Sig
4. – Exc to  – Sig
5. В большинстве случаев эти показания должны отличаться друг от друга в пределах 1 Ом, но старые датчики веса могут быть исключением.

Чтобы поставить точный диагноз, введите свои показания в форму ниже, и технический специалист Load Cell Central просмотрит данные и свяжется с вами по поводу результатов.

Печатная форма

Что такое напряжение возбуждения и имеет ли оно значение?

Величина напряжения, используемая для возбуждения схемы моста Уитстона внутри тензодатчика. Это напряжение необходимо для создания линейного выходного сигнала, который затем можно преобразовать в измерение силы.

Более высокое напряжение возбуждения дает более высокий выходной сигнал, который легче измерить и оцифровать. Однако, если максимальное напряжение возбуждения превышено, повышенный ток приводит к чрезмерному нагреву, что приводит к искажению сигнала и повреждению тензодатчика.

В чем разница между полной выходной мощностью, номинальной выходной мощностью и чувствительностью?

Номинальная выходная мощность — это электрическая выходная мощность тензодатчика, когда он нагружен до номинальной грузоподъемности, а полная выходная мощность обычно составляет диапазон  выходных значений (также называемый размахом) во всем диапазоне измерения тензодатчика (то есть его выходной сигнал при максимальной нагрузке минус выходной сигнал при минимальной нагрузке).

Дара Трент, директор по техническому содержанию

Работая в Load Cell Central с 2017 года, Дара работает напрямую с нашими инженерами и техническими специалистами, создавая точный и актуальный контент для обслуживания и информирования наших клиентов. Помимо написания контента, она также занимается графическим дизайном и интернет-маркетингом.

No related posts.

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Email *

Сайт