Как проверить тензодатчик на исправность мультиметром

Автор: Черноморец Вячеслав Иванович - заместитель генерального директора ООО "СмартВес"

Тензометрические датчики – один из ключевых компонентов весоизмерительной системы, а так как они подвержены в процессе эксплуатации механическим и электрическим неисправностям, считаются наиболее уязвимыми – их неисправность приводит к полному выходу системы из строя. Поэтому важно в процессе эксплуатации таких систем, как автовесы, крановые весы и платформенные весы, уберечь и защитить их от воздействия агрессивной окружающей среды или каких-либо ударных динамических нагрузок, вибраций и т. п. Для обнаружения и проверки неисправности существует техническое обслуживание весового оборудования. Перед установкой тензодатчики обязательно проходят диагностику.

• Причины дрейфа нуля
• Как проверить весы с тензодатчиком
• Оборудование для тестирования
• Методика тестирования
• Баланс нуля
• Сопротивление изоляции
• Входное и выходное сопротивление тензодатчика
  

Давайте разберемся почему модуль выходит из строя и как проверить его своими руками с помощью милливольтметра и омметра.

Причины дрейфа нуля

Причины, которые могут привести к дрейфу нуля, неустойчивой передаче данных или её отсутствию:

• воздействие химических веществ или влаги
• перегрузки тензодатчика
• превышение допустимой нагрузки на платформу
• скачки напряжения, удар молнии
• неправильная установка
• вибрации, ударные нагрузки
• повреждение кабеля (изменение его длины в т.ч.)

При перегрузке по массе материал, из которого изготовлен датчик, выходит за пределы области упругости. Он необратимо деформируется и не возвращается в первоначальное состояние даже после снятия нагрузки. Фатальное повреждение с видимым разломом, трещиной, изгибом тензометрические датчики для весов получают при превышении допустимой нагрузки в 2–3 раза. В иных случаях заметить деформацию невооруженным взглядом невозможно – она происходит на молекулярном уровне. Ремонт деформированного тензодатчика невозможен, потребуется его замена.

При изготовлении тензодатчиков, производят его калибровку на величину ТКС сопротивления кабеля стандартной длины. Соответственно, уменьшение длины кабеля может привести нарушению заявленной погрешности тензодатчика.

Чтобы обнаружить неисправность, необходимо измерить сопротивление диагоналей измерительного моста и сравнить с паспортными значениями.Однако внешний осмотр тензодатчика необходимо выполнить в первую очередь вне зависимости от типа поломки.

Как проверить весы с тензодатчиком

Вариант исправления проблемы своими силами существует, вот на что нужно обратить внимание.

Осмотреть корпус тензодатчика и внутренние конструктивные элементы весов на предмет механических повреждений, заметной коррозии, значительного износа, деформации конструкций;

Обнаружение ржавчины: при обнаружении на внешней стороне корпуса небольшого количества – не страшно, это не оказывает влияние на работу тензодатчика, но при этом она может указать на возможные повреждения внутри. Проблемы можно избежать, если использовать тензодатчики из нержавеющей стали. Внимание также нужно уделить качеству кабельного ввода в тензодатчике.

Чрезмерное количество коррозии возможно при воздействии химических веществ (порошок, жидкость, газ). Она может привести к нарушению корпуса и, соответственно, работы электрических компонентов.

Проверить электрическую систему на наличие замыканий, осмотреть кабели и соединения – все они должны быть целыми и чистыми, без разрывов, порезов, замыканий. Поврежденный или оборванный кабель может вызвать множество проблем.

Тест нажатием можно выполнить, наблюдая за показаниями индикатора веса: постукивая по датчику обратной стороной отвертки или резиновым молотком (! НЕ металлический предмет). С какой силой осуществлять простукивание- исходя из номинала предельной нагрузки датчика. Тензодатчик должен быстро возвращаться в нулевое значение, без скачков показаний. Если тензодатчик отсоединен от индикатора, тест можно выполнить с помощью- мультиметра во время проверки нулевого баланса.

На этом этапе выявленные неисправности весового оборудования нужно устранить перед более детальной проверкой электрических показателей тензодатчика.

Оборудование для тестирования

Профессиональная проверка проводится узкоспециализированным оборудованием – весопроцессоры с аналого-цифровым преобразованием и диагностическими режимами. Если такие приборы недоступны, применяют аналоги:

• милливольтметр с погрешностью измерения от 0,5 Ом и от 0,1 милливольта, с высокой точностью.. (и режимом оценки производительности аналоговых и цифровых показателей);
• мегомметр для измерения сопротивления изоляции с точностью 500 мегаом при напряжении до 18 Вольт (не более, так как повышение рабочего напряжения может привести к поломке устройства);
• мультиметр – наименее предпочтительный вариант для проверки тензодатчика, так как большинство моделей не имеет достаточной чувствительности и точности.

В паспорте тензометрического датчика указаны корректные рабочие параметры прибора. Если паспорт отсутствует, можно скачать техническую документацию на сайте производителя, официального дилера оборудования. Если предстоит диагностика тензодатчика в составе грузоподъемного весового оборудования, подготовьте домкрат для освобождения тензодатчика от нагрузки.

Методика тестирования

Тестовые замеры проводят отдельно на каждом тензодатчике. Вне зависимости от симптомов неисправности рекомендуется выполнить четыре измерения по описанной методике и сравнить результаты с контрольными показателями.

В ходе тестирования учитывают цветовую маркировку проводов. При четырехпроводном подключении она выглядит следующим образом:

• зеленый провод – плюсовой выходной сигнал;
• красный – плюсовой питание (вход);
• черный – минусовой питание (вход);
• белый – минусовой выходной сигнал.

В моделях с шестипроводным подключением добавляется еще два провода – синий и желтый. Они соответствуют положительному и отрицательному сенсорному выходу . Обратите внимание, что у некоторых производителей цветовая маркировка проводов может отличаться.

Баланс нуля

Для определения баланса нулевой точки измеряют напряжение питания на выходе тензодатчика. Полученное значение делят на параметр выходного напряжения. Полученное значение мВ/В сравнивают с параметрами из сертификата калибровки.

Чтобы получить корректные результаты в ходе данного метода, нужно тестировать тензодатчик без нагрузки, удалив установочный комплект и закрепив механизм по схеме от производителя. Если в системе присутствует несколько датчиков, в цепи оставляют только исследуемый, а остальные отключают.

1. Отсоединить тензодатчик от индикатора
2. Убедиться, что на датчик не идет нагрузка и провода питания подключены к напряжению, подающему рекомендуемое значение, указанное в техническом описании (достигается такое напряжение при подключении только соответствующих проводов)
3. Подключить мультиметр и измерить напряжение на выходе тензодатчик

Примечание: у тензодатчика параметр РКП указан в паспорте в ед. мВ на В; напряжение питания и выходного сигнала в Вольтах; при использовании питания 5В тензодатчик при РКП=2 мВ\В выдает на сигнал в 10мВ при полной нагрузке на датчик. Отклонение нулевого баланса, превышающего допуск, указанный в паспорте тензодатчика (обычно 1%), указывает на то, что тензодатчик поврежден.

Если полученное значение отличается от указанного в сертификате о калибровке, остается стабильным, можно сделать вывод о повреждении из-за ударных или деформирующих перегрузок. Такой тензодатчик подлежит замене на новый, его ремонт невозможен. В случае постоянной смены показателей предполагают повреждение механизма из-за коррозии, влаги, разрушения изоляции.

Сопротивление изоляции

Перед началом испытания тензодатчик отключают от весового индикатора или распределительной коробки. Все входы и выходы механизма соединяют и измеряют сопротивление изоляции между контурами электроцепей, корпусом тензодатчика, кабельным экраном.

Для замера сопротивления используют мегаомметр. Сначала исследуют показатели между соединенными проводами и корпусом, затем между выводами и экраном. Алгоритм не меняется в зависимости от количества выводов (их 4 или 6).

При работе с мегаомметром надо соблюдать осторожность, так как он выдает напряжение, опасное для цепей тензодатчика. Недопустимо исследовать с его помощью выходное сопротивление или другие параметры, можно испортить исправный прибор.

Если полученные данные ниже 5000 МОм, можно сделать вывод о разрушении изоляции датчика. Такие симптомы появляются, если на механизм воздействует влага или химически агрессивные вещества. Критически низкие значения сопротивления (меньше 1 кОм) – признак короткого замыкания в системе. Показатели сопротивления у исправного оборудования должны быть стабильными. Незначительные колебания появляются при изменении окружающей температуры и влажности.

Входное и выходное сопротивление тензодатчика

Используя мультиметр (в режиме измерения сопротивления), нужно сравнить входное и выходное сопротивление моста тензорезистора. Чтобы измерить входное сопротивление моста, нужно поместить щупы мультиметра между выводами +Exc и –Exc. Чтобы измерить входное сопротивление моста, нужно поместить щупы мультиметра между выводами +Sig и –Sig.

Оба показания должны соответствовать значениям, указанным в спецификации тензодатчика

Итоги

Полезные материалы по теме:

Что такое тензодатчик?

Электронные автомобильные весы: специфика и проблемы выбора

Способы и требования к месту установки автомобильных весов

Правила взвешивания грузовых автомобилей

Автомобильные весы. Определение, назначение, принцип работы

Назначения автомобильных весов