Как проверить тензодатчик на работоспособность: сломался или не работает

Зачем проверять тензодатчики регулярно

Тензодатчик — сердце электронных весов: от него зависят точность, надёжность и срок службы всей системы. Даже качественный датчик работает в тяжёлых условиях: перегрузки, удары, вибрация, влага, химические пары, перепады температуры. Регулярная проверка помогает:

• найти неисправность раньше, чем она приведёт к заметным ошибкам взвешивания или поломке весов;
• сократить простой и расходы: замена одного датчика по плану дешевле аварийного ремонта;
• сохранить точность и законность взвешивания — это критично для торговли, производства и логистики;
• продлить срок службы всей весовой системы: сумматора, кабелей, конструкции.

Симптомы: что происходит с весами

Коды ошибок популярного терминала разобраны в статье «Ошибки XK3190-A12E: от Err1 до Err6».

Подготовка и безопасность

Перед любой проверкой обязательно:

1. Отключите питание весов. Коммутация под напряжением опасна и может повредить терминал и датчики.
2. Снимите грузы с платформы.
3. Обеспечьте доступ к датчикам: снимите крышки, защитные кожухи; для крупных весов подготовьте домкрат, чтобы снять вес платформы с датчика.
4. Очистите датчики и места их установки от грязи, снега, мусора.
5. Подготовьте приборы: цифровой мультиметр с заряженной батареей, мегаомметр на 50 В, по возможности — симулятор тензодатчика.
6. Найдите паспорта датчиков и схему соединений сумматора. Паспорта Sierra — на карточках моделей в каталоге.
7. Сфотографируйте клеммники терминала и сумматора до отключения жил — пригодится при сборке.

Внешний осмотр: чек-лист

Осмотр не требует приборов, но часто сразу даёт ответ. Отметьте, что нашли, — чек-лист подскажет, куда смотреть дальше.

Проверка без приборов: по поведению весов

Косвенные методы не дают окончательного ответа, но помогают локализовать проблему.

1. Прогрейте весы по инструкции терминала (обычно 15–30 минут). Весы — на ровном твёрдом основании.
2. Ноль. На пустых весах ноль должен быть стабилен. Значительный уход нуля — проблемы с датчиками, влагой или монтажом.
3. Реакция на груз. Поставьте в центр известный груз (гирю). Показания устанавливаются стабильно и соответствуют весу; после снятия — возвращаются к нулю.
4. Углы. Поставьте груз по очереди над каждой опорой. Показания должны совпадать в пределах допустимой погрешности весов. Разница — явный признак проблемы с одним датчиком или его монтажом (подробно — в следующем разделе).
5. Стук-тест. Легко постучите неметаллическим предметом по корпусу датчика и пошевелите кабель. Если показания резко «прыгают» — плохой контакт в датчике или кабеле.

Какой из датчиков неисправен: обход углов

Весы стоят на 4–8 датчиках, и неисправен обычно один. Проще всего найти его обходом платформы контрольным грузом (20–30 % от наибольшего предела весов): груз ставят по очереди над каждой опорой и записывают показания.

Как читать результат

• Все углы в пределах 1,5 e друг от друга — ориентир для исправных весов (допуск на нецентральное нагружение при поверке — от 0,5 до 1,5 e в зависимости от груза).
• Один угол резко отличается, остальные близки — подозрительный датчик в этом углу или его монтаж (перекос, упор, разрушенная опора).
• Отличаются два угла на одной стороне — проверьте их общий кабель, клеммы сумматора, упор платформы на этой стороне.
• Все углы плавно разные — сбита юстировка углов: выровняйте подстроечными резисторами сумматора по статье «Как подключить тензодатчик».
• Все одинаковы, но вес неверный — датчики, скорее всего, исправны: нужна калибровка весов («Калибровка тензодатчиков и весов»).

Сравнение сигналов датчиков в сумматоре

Второй способ найти неисправный датчик — сравнить сигналы всех датчиков. Многие терминалы в сервисном меню показывают сигнал в мВ/В или в условных единицах; если нет — меряют мультиметром прямо в сумматоре.

1. Весы включены, питание датчиков есть. Откройте сумматор.
2. Для каждого датчика отсоедините только его сигнальные жилы (зелёную и белую) от клемм и измерьте между ними напряжение на пределе 200 мВ. Жилы питания остаются подключёнными.
3. Замерьте на пустых весах, затем с одинаковым грузом над каждым датчиком по очереди.
4. Верните жилы на место перед следующим датчиком.

На пустых весах сигнал каждого датчика — это его баланс нуля плюс доля веса платформы; у всех датчиков он должен быть близким. Сильно отличающийся сигнал, «плавающее» значение или отрицательный сигнал там, где у остальных положительный, указывают на датчик, который нужно снять и проверить по методике мультиметром.

Исправен ли терминал: проверка симулятором

Прежде чем снимать датчики, убедитесь, что неисправен не терминал. Для этого вместо датчиков к терминалу подключают симулятор тензодатчика XY1-235 — прибор, который выдаёт стабильный сигнал, как у исправного датчика. Если симулятора нет, подключите один заведомо исправный датчик.

Проверка снятого датчика мультиметром

Подозрительный датчик отключают от сумматора и проверяют мультиметром и мегаомметром на 50 В: входное и выходное сопротивление, симметрия моста, изоляция и баланс нуля. Как прозвонить тензодатчик по жилам, какие нормы у каждой модели Sierra и как по замерам понять, что сломалось, — в отдельной статье «Как проверить тензодатчик мультиметром», там же помощник, который выносит вердикт по вашим цифрам. Если цвета жил чужого датчика неизвестны, определите их по статье «Как подключить тензодатчик».

Реакция на нагрузку («метод молотка»)

Грубая, но наглядная проверка чувствительности. Подайте на красную и чёрную жилы стабилизированное питание 5 или 10 В (или подключите датчик к терминалу, не нагружая платформу), мультиметр — на зелёную и белую, предел 200 мВ. Аккуратно постучите рукояткой отвёртки или резиновым молотком по монтажной поверхности датчика — не по зоне тензорезисторов. Сигнал должен кратко отклониться и вернуться к исходному значению. Не меняется — датчик нечувствителен; «зависает» и не возвращается — тоже плохой признак.

Особенности проверки датчика, установленного в весах

• Локализация. Сначала обход углов и сравнение сигналов, чтобы понять, какой датчик снимать.
• Отсоединение. Перед замерами мультиметром отсоедините датчик от клемм сумматора. Иначе прибор покажет параллельное соединение всех датчиков: у четырёх датчиков по 380 Ом — около 95 Ом.
• Кабель по всей длине. Осмотрите от датчика до сумматора, особенно места изгибов, проходы через конструкцию и ввод в корпус. Кабель повреждается чаще самого датчика.
• Соединения. Клеммы сумматора и терминала не должны быть окислены и ослаблены; внутри коробки — сухо.
• Монтаж. Датчик стоит ровно, без перекоса, надёжно закреплён и не испытывает боковых нагрузок; зазоры у ограничителей в норме; платформа нигде не упирается.
• Сварка. Если в последнее время на конструкции варили — проверьте все датчики, не только подозрительный.

Типичные неисправности и их признаки

Полный алгоритм проверки на работоспособность

1. Зафиксируйте симптом: что именно и когда происходит (ноль, прыжки, углы, ошибка).
2. Осмотрите весы, датчики, кабели, сумматор; проверьте свободный ход платформы.
3. Исключите терминал: симулятор XY1-235 или заведомо исправный датчик.
4. Найдите подозрительный датчик: обход углов, сигналы в сумматоре, метод исключения.
5. Снимите подозрительный датчик и проверьте: сопротивления, изоляция 50 В, баланс нуля.
6. Решите: ремонт снаружи датчика (кабель, влага, контакты) или замена.
7. После ремонта или замены — юстировка углов и калибровка; для весов в сфере госрегулирования — поверка.

Ремонт или замена: помощник решения

Отметьте, что нашли при проверке, — помощник подскажет решение.

Компания Sierra рекомендует: в ответственных весах неисправный датчик меняют, а не «латают». Датчик после неквалифицированного ремонта теряет точность, и в итоге это обходится дороже.

Подбор замены: параметры и аналоги

Новый датчик должен совпадать со старым по тем параметрам, от которых зависят крепление и совместная работа с остальными датчиками весов:

• тип и конструкция — одноопорная балка, двухопорная, колонный, S-образный, шайба, одноточечный;
• номинальная нагрузка (НПИ) и габаритно-присоединительные размеры: отверстия, резьба, узел встройки;
• чувствительность (РКП) и выходное сопротивление — чтобы датчик работал в одном сумматоре с остальными;
• класс точности — не ниже, чем у весов;
• степень защиты IP и рабочий диапазон температур — по условиям эксплуатации;
• длина кабеля — не короче трассы до сумматора.

Аналог датчика другой марки

Датчики Sierra выпускаются во взаимозаменяемых с распространёнными марками габаритах. Найдите свой датчик — покажем модель Sierra по таблице аналогов (297 соответствий, 15 марок).

Популярные соответствия из таблицы:

После замены: юстировка и калибровка

1. Установите датчик строго по уровню, без перекоса, затяните крепёж; проверьте зазоры ограничителей и свободный ход платформы.
2. Подключите жилы по цветам к той же группе клемм сумматора (цвета Sierra: красный EXC+, чёрный EXC−, зелёный SIG+, белый SIG−, экран — на клемму экрана). Кабель не укорачивайте — смотайте излишек.
3. Прогрейте терминал 15–30 минут.
4. Выполните юстировку углов: новый датчик почти всегда немного отличается от старых по чувствительности.
5. Выполните калибровку весов эталонными грузами и проверьте в нескольких точках диапазона.
6. Весы для торговли и учёта после ремонта предъявите на поверку.

Если меняете несколько датчиков в одних весах, лучше поставить комплект одной модели и партии — углы выравниваются быстрее. Подробнее о подключении — в статье «Как подключить тензодатчик», о сумматорах — «Как выбрать и настроить сумматор». Особенности платформенных и автомобильных весов — в статьях «Платформенные весы сломались» и «Ремонт и диагностика автомобильных весов».

Когда обращаться к специалистам

• Мультиметром выявлен обрыв, короткое замыкание или пробой изоляции, а доступа к датчику нет.
• Есть видимые механические повреждения корпуса или упругого элемента.
• Датчик не реагирует на тестовые воздействия.
• После всех проверок и устранения очевидных причин (контакт, грязь, влага) неисправность сохраняется.
• Нет паспорта датчика и нельзя однозначно истолковать замеры.
• Нужна точная калибровка или юстировка после замены, весы в сфере госрегулирования или на гарантии.

Проверьте себя

Тест работает в браузере с включённым JavaScript. Ответы — в тексте статьи.

Частые вопросы

Словарь

Сумматор (соединительная коробка)

Коробка, где датчики весов включены параллельно; в ней же подстраивают углы.

Юстировка углов

Выравнивание показаний одного груза в разных точках платформы.

Симулятор тензодатчика

Прибор, выдающий сигнал как у тензодатчика; им проверяют терминал отдельно от датчиков.

Баланс нуля (НКП)

Сигнал датчика без нагрузки; у датчиков Sierra — не более ±1 % РКП.

РКП

Чувствительность датчика: сигнал на полной нагрузке в мВ на 1 В питания.

Гистерезис

Разница показаний при нагружении и разгрузке одним и тем же грузом.

Аналог

Датчик другой марки, совпадающий по типу, габаритам, креплению и номиналу.

Деление весов (e)

Поверочный интервал, цена деления, с которой весы выдают результат.

Источники

• Паспорта тензодатчиков Sierra (SH8C, SH8C4, SH3, SBM11, SL6E, SL6W, SHM9B, SH9F, SHM14K, SH2D4) — сопротивления, изоляция, баланс нуля, ползучесть, цвета жил.
• Карточка симулятора тензодатчика XY1-235 в каталоге sierra.market.
• Таблица аналогов тензодатчиков sierra.market.
• Hardy Instruments «Load Cell Troubleshooting» — обход углов, сравнение милливольт датчиков; Vishay Precision Group, VPG-08 «Load Cell Troubleshooting».
• ГОСТ OIML R 76-1-2011 «Весы неавтоматического действия».

Читайте также