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S型拉壓力傳感器有哪些常見的故障及解決方法?

發布時間:2025-10-17
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文章來源:http://www.lygdysw.com

S 型拉壓力傳感器憑借 “雙向測力(拉力 / 壓力)、結構緊湊、安裝便捷” 的優勢,廣泛應用于吊鉤秤、料罐稱重、裝配力測試等場景。但其 S 型彈性體的 “細頸形變區” 對安裝偏差、環境干擾更敏感,易出現信號波動、精度漂移等故障。本文基于 S 型傳感器的結構特性,梳理 10 類高頻故障,提供 “現象診斷→成因分析→分步解決→預防措施” 的全流程方案,幫助工程師高效排查、降低維護成本。

LCZ-204B

LCZ-204B拉壓力傳感器

一、信號輸出異常類故障:從 “無信號” 到 “噪聲干擾” 的精準修復
信號異常是 S 型傳感器最直觀的故障,直接導致測量失效,核心與 “電路連接”“元件損壞”“電磁干擾” 相關,需優先排查。
1. 故障 1:通電后無任何輸出信號(儀表顯示 “無數據”)
典型現象:新安裝傳感器或設備重啟后,稱重儀表 / PLC 無數值顯示,萬用表測量信號端無毫伏級電壓輸出。
核心成因(結合 S 型結構特性):
  • 供電故障:電源正負極接反,燒毀內部惠斯通電橋(S 型傳感器多為 4 線制,紅 - 電源正、黑 - 電源負,接反易導致應變片電路燒毀);

  • 線纜斷裂:S 型傳感器常懸掛使用,線纜因拉扯、彎折導致內部芯線斷裂(尤其是信號輸出線,直徑較細);

  • 應變片脫落:S 型彈性體細頸段形變集中,若應變片粘貼工藝不佳,長期受力后可能脫落,導致橋路開路。

分步解決步驟
  1. 電源與極性檢查:用萬用表測量傳感器供電端子(紅 / 黑),確認電壓是否為額定值(如 5V/10V);若電壓正常,核對接線極性,若接反需立即斷電,更換燒毀的應變片或信號調理芯片(如 INA128),嚴重時需更換傳感器;

  1. 線纜通斷測試:逐芯測量傳感器線纜(紅 / 黑 / 綠 / 白),若某一芯線電阻為無窮大,說明線纜斷裂,需更換同規格屏蔽線纜(建議選用 0.5mm2 以上的 4 芯屏蔽線,避免再次拉扯斷裂);

  1. 應變片檢測:拆解傳感器外殼(若允許),觀察細頸段應變片是否脫落、鼓包,若脫落需用專用陶瓷粘貼劑重新粘貼同型號應變片(如 BF350-3AA),并進行溫度補償校準。

預防措施:安裝時用扎帶固定線纜,避免懸掛時線纜受力;接線前用標簽標注極性,禁止盲目接線。
2. 故障 2:輸出信號含大量噪聲(數據頻繁跳動 ±5% FS)
典型現象:料罐稱重時,數值在 ±2kg 范圍內反復波動;裝配力測試中,力值曲線布滿毛刺,無法穩定讀數。
核心成因(S 型傳感器易受干擾的關鍵):
  • 電磁干擾:附近有變頻器、焊接機等強電磁設備,S 型彈性體細頸段的應變片信號較弱(毫伏級),易被干擾;

  • 屏蔽層未接地:線纜屏蔽層未單獨接地或接地電阻>4Ω,無法隔絕外界電磁噪聲;

  • 安裝松動:S 型傳感器上下掛環與設備連接松動,受力時產生微小晃動,導致應變片形變不穩定。

分步解決步驟
  1. 干擾源定位:用示波器檢測信號端,若波形疊加高頻雜波,將傳感器線纜遠離電磁源(至少 1m 以上),或在電磁源旁加裝金屬屏蔽罩;

  1. 屏蔽接地優化:將線纜屏蔽層單獨連接至設備接地端子(接地電阻<4Ω),避免與動力線共地;S 型傳感器若安裝在金屬支架上,可將傳感器外殼接地,增強抗干擾能力;

  1. 安裝加固:檢查上下掛環的連接螺栓是否松動,若松動需用扭矩扳手按額定扭矩緊固(如 M12 螺栓緊固至 30N?m),必要時在掛環與設備間加裝防滑墊片,防止晃動。

預防措施:選用帶 EMC 認證的 S 型傳感器(如隆旅 LCZ-S 系列,符合 EN50081-1 標準),減少電磁干擾影響。
二、測量精度偏差類故障:從 “靜態漂移” 到 “線性失常” 的根源排查
精度偏差直接影響測量可靠性,S 型傳感器的精度問題多與 “安裝偏載”“溫度漂移”“校準失效” 相關,需結合其受力特性分析。
1. 故障 3:測量值持續偏大 / 偏小(偏差穩定,無波動)
典型現象:吊鉤秤稱重 100kg 標準砝碼,顯示 105kg(穩定偏大 5%);裝配力測試中,標準力 10kN 對應傳感器顯示 9.5kN(穩定偏小 5%)。
核心成因(S 型傳感器受力敏感點):
  • 偏載受力:S 型傳感器需軸向受力,若上下掛環中心線偏移>0.5mm,會產生側向力,導致細頸段應變片受力不均,輸出信號偏大 / 偏小;

  • 校準失效:長期使用后傳感器零點漂移,未及時校準;或校準用砝碼未垂直加載,存在偏載誤差;

  • 彈性體疲勞:S 型彈性體細頸段長期承受接近滿量程的載荷,出現微小永久形變,導致應變片輸出線性偏差。

分步解決步驟
  1. 安裝對中性檢查:用激光對中儀測量上下掛環的中心線,若偏移超 0.5mm,調整設備連接結構(如加裝調心軸承),確保載荷軸向施加;若無法調整,更換帶抗偏載設計的 S 型傳感器(如細頸段加寬的型號,抗偏載能力達 15% FS);

  1. 重新校準:使用 1 級精度標準砝碼,按 “5 點校準法”(0%、25%、50%、75%、100% FS)重新校準,通過儀表調整零點與靈敏度參數 —— 偏大時降低靈敏度系數,偏小時上調;

  1. 彈性體檢測:用千分表測量 S 型彈性體細頸段的厚度,與出廠數據對比,若偏差>0.01mm,說明彈性體已疲勞,需更換傳感器。

預防措施:定期(每 3 個月)用標準砝碼校準;控制實際載荷不超過傳感器量程的 70%,避免細頸段過度形變。
2. 故障 4:溫度變化導致精度漂移(低溫偏小、高溫偏大)
典型現象:冬季低溫(-10℃)時,100kg 稱重顯示 98kg;夏季高溫(40℃)時,同載荷顯示 102kg,溫差每變化 10℃,精度偏差 ±1%。
核心成因(S 型傳感器溫度敏感特性):
  • 應變片溫度系數差異:S 型傳感器細頸段粘貼的 4 片應變片,若溫度系數不一致,溫度變化時電阻變化不同步,導致橋路輸出漂移;

  • 彈性體溫度效應:溫度變化使 S 型彈性體的彈性模量改變(溫度升高,彈性模量降低,相同載荷下形變增大,信號偏大);

  • 無溫度補償:低端 S 型傳感器未集成溫度補償模塊,無法抵消溫度對精度的影響。

分步解決步驟
  1. 環境溫度控制:若場景允許,加裝保溫罩或加熱裝置,將傳感器工作溫度控制在 - 10℃~40℃(多數 S 型傳感器的標準溫度范圍);

  1. 補償模塊加裝:對無溫度補償的傳感器,在信號端串聯溫度補償電阻(如鉑電阻 PT100),通過儀表軟件修正溫度誤差;

  1. 更換高溫型傳感器:若環境溫度超出標準范圍(如戶外、高溫車間),更換帶寬溫補償的 S 型傳感器(如隆旅 LCZ-S-H 系列,溫度范圍 - 40℃~80℃,全溫域精度 ±0.1% FS)。

預防措施:選型時優先選擇帶全溫域補償的型號,避免在極端溫度環境下使用普通 S 型傳感器。

LCZ-205A

LCZ-205A輪輻式拉壓力傳感器


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