电子汽车衡常见故障分析与处理

曹奉城 上海铁路局科研所

货运作为铁路的主要运输方式之一，在铁路运输中起着至关重要的作用。近年来，伴随着铁路建设不断向高速、重载的方向迅猛发展，运输事故也时有发生。据相关部门统计，相当一部分事故是由货车超载引起的。SCS 型电子汽车衡能有效防止货车超载，并且具有称重迅速准确，工作性能稳定可靠，操作使用方便，安装维护简便等特点，因而被广泛应用于铁路货场，对保证铁路运输安全起着重要作用。

1 SCS 型电子汽车衡的组成与工作原理

SCS 型电子汽车衡由称重部分（秤体)和显示部分（仪表和信号电缆）两大单元组成。工作原理:当承重货车进入秤台后，在物体重力作用下，使称重传感器弹性体产生变形，粘贴于弹性体上的应变计桥路阻抗失去平衡，输出与重量数值成比例的电信号并至称重显示仪表进行模拟放大，模拟/数字转换，用微处理机处理后，直接显示货车的重量数据。称重显示仪表再将重量数据传送到计算机，经计算机综合处理，打印出各种统计报表、称重单据等。称重显示仪表还将重量数据传送到自动显示报秤量器，在大屏幕上显示并报出称重数据（见图1）。

图1 系统原理框图

2 SCS 型电子汽车衡常见故障分析与处理

2.1 故障分析的基本方法与要求

电子汽车衡一旦出现故障, 需要进行分析、检查、调修，检定合格后才能投入使用。

（1）在熟悉原理的基础上，可通过直观检查法、分割法、原件置换法、电阻电压测量法等行之有效的方法逐段检查、分析、判断。鉴于故障的多样性，分析思路显得尤为重要。只要检修思路对，就可触类旁通，举一反三。

（2）熟记电路中各主要测试点的电阻值、电压值。此外，对重要的元件开路或短路可能会产生的后果也应做到心中有数。

（3）需熟练掌握常用测试仪表的使用以及元件好坏的判别方法。目前，电子汽车衡基本上采用大中规模集成电路单片机控制的称重显示仪表，因此，在掌握整个原理的基础上，要对AT89C 系列单片机和各集成块的性能、技术参数和引脚定义有足够的了解，这样有助于提高排除故障的能力。

（4）建议处理完故障后进行小结，以积累经验和教训，提高维修效率。

2.2 故障查找步骤

SCS 型电子汽车衡发生故障时，可按照上述故障查找方法和要求，逐步进行查找分析，也可根据经验对出现的故障直接查找故障部位，采用分段排除法直接查找故障原因。其具体方法是，先拔下称重显示仪表的传感器输入端插头，将模拟传感器的插头接入称重显示仪表传感器接口，观察仪表的显示情况，判断其是否有故障。如果仪表显示正常，说明故障在仪表以外部分；如果仪表显示正常，则说明故障在仪表部分。该方法可快速对仪表进行故障排查。

2.3 故障分析及解决

（1）数字跳变

电源电压不稳。解决方法：配备稳压电源。

接线盒受潮。解决方法：晾晒或电吹风吹干。

接线盒内接线不牢或端子氧化。解决方法：重新接线或用砂纸打磨接线端子。

接线盒及仪表电缆因鼠咬或磨损等原因破损。解决方法：更换电缆线。

传感器漂移或损坏。解决方法：查找损坏的传感器并更换。

秤台未接地。解决方法：将秤体部位接地。

仪表接地端末接地。解决方法：将仪表电源线接地端插头接地。

仪表传感器插头（插座）氧化或接触不良。解决方法：更换插头（插座）。

无线电射频干扰。解决方法：排除干扰源。

称重仪表损坏。解决方法：送专门技术部门维修或更换。

基础下沉变形。解决方法：重新调整传感器，确保每只传感器均匀受力。

（2）显示重量不准

秤台四周有异物卡住。解决方法：清除异物。

秤台底部有异物卡住。解决方法：清除秤台底部异物。

限位装置顶住或异物卡住。解决方法：调整限位间隙（2～3）mm，清除异物。

传感器损坏。解决方法：排除故障传感器，更换新传感器。

仪表损坏。解决方法：送专门技术部门维修或更换。

传感器安装受力不均。解决方法：重新调整传感器，使受力均匀。

2.4 传感器故障判断

从以上情况可以看出，许多故障是由于传感器损坏而造成SCS 型电子汽车衡的计量不准。仪表故障采用模拟传感器检测出来，而传感器的故障检测采用以下几种方法：

（1）测量输入、输出阻抗。将传感器依次从接线盒内接线排脱离，分别测量输入阻抗、输出阻抗。如桥式传感器输入阻抗一般在800 Ω，输出阻抗一般在700 Ω 左右。如果输入、输出阻抗均为断路，可能是传感器电缆折断或传感器应变片烧毁造成的；如果输入、输出阻抗不稳定，可能是信号线绝缘层破裂，绝缘性能下降，或传感器受潮等原因导致桥路同弹性体绝缘不良造成的。

（2）测量传感器的输出信号和传感器零点输出信号。一般小于满量程输出信号的±1%，依次将某只传感器输出端从接线盒接线排端子上拆下，打开仪表电源，用数字万用表测传感器输出端电压信号。在空秤情况下，该电压一般在（0.2～2）mV 之间，如果远远大于此范围，说明传感器零点输出较大，可能是传感器弹性体因过载产生永久塑性变形；如果无电信号输出，可能为传感器已损坏。

（3）测量传感器加载状态输出信号。按上述方法测量传感器空秤时输出信号，先记录传感器输出信号U0，再在秤体传感器上方加载一适当载荷，测量其输出信号值的变化。设单只传感器额定载荷为L, 实际加载到传感器上方载荷的力为F，如果仪表供电电压为IX:12V，则此时测量该只传感器输出端信号电压值U:12×2XF/L(mV)，如果测量值约等于U+U0，则说明传感器无故障；若测量值约等于U，则该传感器可能因应变计受潮引起。

2.5 接线调整盒和称重传感器的检查

首先，检查接线盒，看有无水汽进入。如有，则用酒精擦洗，清洁内部，然后用电吹风吹干，并进一步检查接线有无短路和松动。多只传感器并联工作时，一般要通过接线调整盒，使称重传感器和称重仪表连接。为解决电子衡的偏载误差，其常用的方式有两种：一是调整各称重传感器的输入电阻，可调范围较小，且会引起零点变化。二是调整各称重传感器的输出电阻，可调范围较大，不会引起零点变化，但需隔离电阻。方式二目前采用较广泛。第二种方式的接线原理见图2。

图2 接线原理图

按图作如下检测。测量电阻时，应切断称重仪表电源，拔下接线调整盒与仪表间的插头。

（1）检测总输入电阻。即测量桥压正（+EXC）和桥压负（-EXC）之间的电阻。其正常阻值约为传感器输入电阻Ri /传感器的只数n。

（2）检测总输出电阻。即测量输出正（+SIG）和输出负(-SIG)之间的电阻。其正常阻值约为（5 kΩ+传感器输出电阻R）/传感器的只数n。

（3）检测总的绝缘电阻。因万用表中的电压较低，一般不超过10 V，故所测绝缘电阻不可靠。我们提倡用50 V 兆欧表，测量屏蔽线（SHIELD）和其它线之间的电阻。正常值要求大于200 mΩ 为佳。上述三项中，如发现其中有一项阻值差异大，则应按下一步继续检测查找。

（4）逐一焊开各传感器的接线，测量其单独的输入、输出电阻和绝缘电阻。

（5）测量供桥电压，以8142 系列称重仪表为例，正常为12.48 V 左右，数值稳定，纹波小于1 mV。

（6）测量空秤时的总输出信号电压值，并与以往正常情况下对照比较。

（7）测量每个传感器的输出信号电压值，并与以往值相比较。

通过以上检测，基本上能查出故障的原因并判断出秤台受力不正常之处。

2.6 案例

（1）故障现象：一台30 t 电子汽车衡在称量时停靠不同位置数值差异大。

分析：可能是传感器损坏，使用万用表按上述方法检查传感器。

排除：更换传感器、重新标定。

（2）故障现象：一台80 t 电子汽车衡，开机后显示不稳定。

分析：仪表电源处未接地。

排除：将电源接地端子接入电子衡器专用接地网。

（3）故障现象：一台100 t 电子汽车衡，在40 t 下称量时称重数值准确，大于40 t 称重数值明显减小。

分析：秤台底部有异物，小秤量时秤台变形小，没有碰到异物，大秤量时秤台变形大，异物托住秤台。

排除：清除秤台底部异物。

（4）故障现象：打开仪表电源，仪表显示一个数值，此时不能清零。

分析：一般是某只传感器损坏。采用压点（偏载）法或其他万用表方法检测。

排除：更换传感器、重新标定。

（5）故障现象：一台50 t 电子汽车衡，称重后仪表留数，不回零。

分析：可能是秤台周围有异物卡住。限位间隙过小或有异物卡住。

排除：清理秤台四周间隙，查看限位清理异物并调整（2～3）mm 合适间隙。

（6）故障现象：一台120 t 电子汽车衡，早晚称重时仪表称重数值不准，中午恢复正常。

分析：接线盒密封差，有潮气进入，早晚气温低，潮气变为水珠落于线路板上引起短路；中午气温高，线路板上水珠又变成水汽。

排除：接线盒内部用吹风机吹干，重新紧固接线盒各紧固件，加强密封。

（7）故障现象：仪表无显示也无指示光标。

分析：供电电源是否正常，两端插座是否接触良好。

排除：更换保险管、插头、插座。

（8）故障现象：一台100 t 电子汽车衡，称重过程中称量不准。

分析：接线盒的接线排处，有一根传感器信号线上铜线头搭接到其他接线排端子上，由于秤体上车后晃动，使该铜线时而接触，时而不接触，造成称重不稳定。

排除：重新整理传感器接头，在端部烫锡，重新压紧在接线排上。

3 结束语

铁路货场SCS 型电子汽车衡是保证铁路货物运输安全不可缺少的一部分，对它进行技术层面的分析和消化，将直接影响SCS 型电子汽车衡的使用状态。通过在实践中不断总结和摸索整理出一套比较完善的故障分析与处理方法，将能极大地提高货物计量的准确率，保障铁路运输安全、高效。