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摘 要:本文介绍了靜态电子轨道衡的工作原理，从常见的一些故障分析入手，给予了相关的处理方法，并对日常的维护工作做了简要说明。
关键词: 静态电子轨道衡; 故障分析; 偏载;
1电子轨道衡简介
电子轨道衡指设置在铁道线路上, 用以称量铁路车辆装载的散装货物的大型电子衡器。主要由承重机构 ( 称量轨、 台面、 主梁等) 、仪表、 传感器、 接线盒、打印机、 稳压电源等。其工作原理为：LC 受力, 弹性体在外力作用下产生形变, 使粘贴在其表面的电阻应变片 ( 计) 也发生形变; 电阻应变片变形后, 其阻值将发生变化, 平衡电阻被打破,测量电路把电阻变化转变为电信号输出, 经接线盒送入仪表。 在仪表内部经放大、 滤波、 A/D转换, 最后由 CPU进行处理, 显示在屏幕上。如图1:
图1
2静态电子轨道衡的相关故障分析
2.1传感器故障
( 1)检查步骤：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。如柱式传感器输入阻抗一般在 351 Ω, 输出阻抗一般在 350 Ω左右。
原因分析：a输入、输出阻抗均为断路,是由于传感器电缆线折断或传感器应变片烧毁造成的;b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) 检查步骤： 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。
原因分析：检测结果远远大于上述范围, 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。
( 3) 检查步骤：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),
原因分析：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片受潮引起的故障。
2.2电子轨道衡偏载问题
偏载是指同一载荷在不同位置的示值。由于轨道衡在进行偏载检定时, 遇到的故障现象多种多样, 产生问题的原因也很多。下面就对常见的两种故障现象举例进行分析。
1）偏载超差、 稳定性好。即偏载时可能是一点, 也可能是多点超差。往复辗压最大、 最小误差之间的差值没有超出检完规程要求的极限值。
检查步骤: 外观检查没有发现有与规程技术要求相违背的异常现象, 空载正常, 偏载辗压 7 个点往返几次后发现有几个点超差, 但稳定性很好。此衡分度值 ( 1d=20kg ) , 最大误差 100kg, 最小误差 0kg。先确定空载零点后, 逐点 ( LC 位置) 加偏载, 根据加载点 LC 的输出信号比其它点的输出信号大的特点, 用数字万用表 mV档分别测试记录各点的输出信号, 找出相对应的 LC, 以此类推。LC的位置确定后, 根据对应的故障点, 调节故障 LC 的电位器, 改变其输出信号。也可以采用查 LC的信号线的方法来定位。
原因分析：故障 LC 的输出特性曲线局部变形, 导致输出信号异常, 使得显示仪表显示出的数值超差。
处理方法: 用数字万用表分别测试出各 LC加载时的输出信号和其它点的输出信号进行对比、 确定故障 LC的位置, 调节电位器排除故障。
2）第二种偏载超差, 稳定性不好。即偏载压点时超差, 往复辗压后最大、 最小误差之间的差值。超出了规程要求的极限值。
检查步骤: 根据压偏载情况, 确定故障部位, 调整相对应部位的电位器, 改变输出信号。经查发现两个故障点的 LC传力钢球和上球碗存在接触不实的现象, 偏载后复回位不好。
原因分析： 发生变量的两个点集中在轨道衡的一端。因 LC垫的不实, 加上长期使用, 导致了主梁局部变形。检衡车往返辗压, LC传力钢球回位不好引起变量。量值超差是 LC的输出特性曲线局部变形所致。
处理方法:给不实的 LC加垫片, 解决变量问题,调整正常点的 LC电位器使 7 个点输出接近一致, 校准仪表解决问题, 使得误差控制在要求的范围内。
3静态电子轨道衡的日常维护
3.1 机械部分
( 1) 定期对秤台进行检查, 及时清除秤台与周围水泥基础之间卡入的异物, 以免其对称量造成影响。承重台面四周应保持 5~15 mm间隙。
( 2) 定期对过度器进行检查。固定端要牢固可靠, 但又不能影响其灵活性。不能有卡的现象; 过度器的最高点要高于防爬轨和称量轨 0.5~1 mm。 要注意防爬轨与称量轨的间隙及高差与错牙。防爬轨与称量轨的间隙要保持在 5~15 mm之间; 防爬轨与称量轨的高差与错牙要≤2 mm。同时检查称量轨是否有窜动。
( 3) 定期对限位器进行检查调整, 对相关部位进行加油保养。 定期对其销轴转动部位加油并清扫,保证其转动灵活。因为如果其转动部位不定期进行清扫加油, 随着时间的推移, 转动部位易因锈蚀或异物的进入而变得卡、 涩转动不灵活, 从而影响称量精度。限位装置要处于水平状态。
( 4) 定期对传感器系统、承重梁、防爬轨和称量轨进行检查，保证零部件和系统完整无损伤
3.2 电气、仪表部分
( 1) 定期检查传感器接线盒及接线端子。确保接线端子连接可靠, 端子不氧化。对其进行定期清扫, 以免积灰短路。
( 2) 定期检查信号电缆外观绝缘层是否有破损、信号电缆是否有折断等现象。如发现问题要及时更换。
( 3) 定期对 UPS电源及其电池组进行检查。确保电池组接线端子接线牢靠, 无锈蚀松动现象。
( 4) 仪表长期不用时(如 1 个月以上), 应根据环境经常通电检查, 以免受潮或其他不良气体的侵蚀。
5 结语
由于轨道衡计量准确、读数直观、速度快、结构简单、维护方便、能自动打印而被广泛应用。但由于本身质量和使用等很多方面的因素造成了测量上的一些误差。只有在操作上规范化、检测上合理化、维护上仔细化，才能保证使其更好的为人类服务，保证测量的准确性。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词: 静态电子轨道衡; 故障分析; 偏载;
1电子轨道衡简介
电子轨道衡指设置在铁道线路上, 用以称量铁路车辆装载的散装货物的大型电子衡器。主要由承重机构 ( 称量轨、 台面、 主梁等) 、仪表、 传感器、 接线盒、打印机、 稳压电源等。其工作原理为：LC 受力, 弹性体在外力作用下产生形变, 使粘贴在其表面的电阻应变片 ( 计) 也发生形变; 电阻应变片变形后, 其阻值将发生变化, 平衡电阻被打破,测量电路把电阻变化转变为电信号输出, 经接线盒送入仪表。 在仪表内部经放大、 滤波、 A/D转换, 最后由 CPU进行处理, 显示在屏幕上。如图1:
图1
2静态电子轨道衡的相关故障分析
2.1传感器故障
( 1)检查步骤：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。如柱式传感器输入阻抗一般在 351 Ω, 输出阻抗一般在 350 Ω左右。
原因分析：a输入、输出阻抗均为断路,是由于传感器电缆线折断或传感器应变片烧毁造成的;b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) 检查步骤： 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。
原因分析：检测结果远远大于上述范围, 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。
( 3) 检查步骤：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),
原因分析：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片受潮引起的故障。
2.2电子轨道衡偏载问题
偏载是指同一载荷在不同位置的示值。由于轨道衡在进行偏载检定时, 遇到的故障现象多种多样, 产生问题的原因也很多。下面就对常见的两种故障现象举例进行分析。
1）偏载超差、 稳定性好。即偏载时可能是一点, 也可能是多点超差。往复辗压最大、 最小误差之间的差值没有超出检完规程要求的极限值。
检查步骤: 外观检查没有发现有与规程技术要求相违背的异常现象, 空载正常, 偏载辗压 7 个点往返几次后发现有几个点超差, 但稳定性很好。此衡分度值 ( 1d=20kg ) , 最大误差 100kg, 最小误差 0kg。先确定空载零点后, 逐点 ( LC 位置) 加偏载, 根据加载点 LC 的输出信号比其它点的输出信号大的特点, 用数字万用表 mV档分别测试记录各点的输出信号, 找出相对应的 LC, 以此类推。LC的位置确定后, 根据对应的故障点, 调节故障 LC 的电位器, 改变其输出信号。也可以采用查 LC的信号线的方法来定位。
原因分析：故障 LC 的输出特性曲线局部变形, 导致输出信号异常, 使得显示仪表显示出的数值超差。
处理方法: 用数字万用表分别测试出各 LC加载时的输出信号和其它点的输出信号进行对比、 确定故障 LC的位置, 调节电位器排除故障。
2）第二种偏载超差, 稳定性不好。即偏载压点时超差, 往复辗压后最大、 最小误差之间的差值。超出了规程要求的极限值。
检查步骤: 根据压偏载情况, 确定故障部位, 调整相对应部位的电位器, 改变输出信号。经查发现两个故障点的 LC传力钢球和上球碗存在接触不实的现象, 偏载后复回位不好。
原因分析： 发生变量的两个点集中在轨道衡的一端。因 LC垫的不实, 加上长期使用, 导致了主梁局部变形。检衡车往返辗压, LC传力钢球回位不好引起变量。量值超差是 LC的输出特性曲线局部变形所致。
处理方法:给不实的 LC加垫片, 解决变量问题,调整正常点的 LC电位器使 7 个点输出接近一致, 校准仪表解决问题, 使得误差控制在要求的范围内。
3静态电子轨道衡的日常维护
3.1 机械部分
( 1) 定期对秤台进行检查, 及时清除秤台与周围水泥基础之间卡入的异物, 以免其对称量造成影响。承重台面四周应保持 5~15 mm间隙。
( 2) 定期对过度器进行检查。固定端要牢固可靠, 但又不能影响其灵活性。不能有卡的现象; 过度器的最高点要高于防爬轨和称量轨 0.5~1 mm。 要注意防爬轨与称量轨的间隙及高差与错牙。防爬轨与称量轨的间隙要保持在 5~15 mm之间; 防爬轨与称量轨的高差与错牙要≤2 mm。同时检查称量轨是否有窜动。
( 3) 定期对限位器进行检查调整, 对相关部位进行加油保养。 定期对其销轴转动部位加油并清扫,保证其转动灵活。因为如果其转动部位不定期进行清扫加油, 随着时间的推移, 转动部位易因锈蚀或异物的进入而变得卡、 涩转动不灵活, 从而影响称量精度。限位装置要处于水平状态。
( 4) 定期对传感器系统、承重梁、防爬轨和称量轨进行检查，保证零部件和系统完整无损伤
3.2 电气、仪表部分
( 1) 定期检查传感器接线盒及接线端子。确保接线端子连接可靠, 端子不氧化。对其进行定期清扫, 以免积灰短路。
( 2) 定期检查信号电缆外观绝缘层是否有破损、信号电缆是否有折断等现象。如发现问题要及时更换。
( 3) 定期对 UPS电源及其电池组进行检查。确保电池组接线端子接线牢靠, 无锈蚀松动现象。
( 4) 仪表长期不用时(如 1 个月以上), 应根据环境经常通电检查, 以免受潮或其他不良气体的侵蚀。
5 结语
由于轨道衡计量准确、读数直观、速度快、结构简单、维护方便、能自动打印而被广泛应用。但由于本身质量和使用等很多方面的因素造成了测量上的一些误差。只有在操作上规范化、检测上合理化、维护上仔细化，才能保证使其更好的为人类服务，保证测量的准确性。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。