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電子稱重儀表及傳感器附屬電路維修經驗淺析
發布者:鄭州福斯特電子有限公司 發布時間::2011年08月24日  

    一、電子稱重儀表的一般結構

    電子稱重儀表按照信號源的種類一般分模擬稱重儀表和數字稱重儀表。下面簡單的介紹一下兩種儀表的結構原理。

    模擬稱重儀表。模擬稱重儀表接收的是模擬信號,秤體使用的是模擬傳感器。模擬稱重儀表一般包含小信號放大電路、A/D 轉換部分、微型控制器或處理器、顯示電路、鍵盤、數據輸出部分(包括并口輸出或RS232 串口輸出或RS485 輸出)、其他外設(如電流環輸出、模擬輸出、干接點輸出等)。傳感器或信號源輸出的信號是比較小的,一般為0~2mV 之間,A/D 轉換無法處理這么小的信號,所以要通過小信號放大電路將其放大,也有的A/D 轉換芯片內置放大電路,這樣可以省去小信號放大部分。小信號經過放大后經過A/D 轉換電路將模擬信號轉換為數字信號,然后輸出給處理器。處理器將數據進行數字濾波和其他算法處理后將數據輸出到顯示電路和其他輸出外設。數字稱重儀表。數字稱重儀表接收的是數字信號,所以只能接數字傳感器。數字傳感器有很多種,協議也各式各樣,但都是通過RS422 或RS485 通訊。比較有名的有德國的HBM,日本的久保田傳感器,國內的有DMP,金鐘衡器的金鐘SP 型傳感器。數字稱重儀表不需要小信號放大電路和A/D 轉換部分,這些功能都在數字傳感器中完成,數字稱重儀表的功能就是提供和數字傳感器對應的通訊接口和協議,并且包括顯示電路、鍵盤、數據輸出部分(包括并口輸出或RS232 串口輸出或RS485 輸出)、其他外設(如電流環輸出、模擬輸出、干接點輸出等)。

    二、電子稱重儀表的一般故障及維修方法

    了解了電子稱重儀表的基本結構原理,如果有一些電子電路的基本知識(會看電路圖),我們就可以進行電子稱重儀表的維修了。無論是維修儀表還是其他的電子產品一般都有兩種思路,一種是針對故障現象來判斷出問題的電路,這是常用的方法,而且往往是有效的。如果是較復雜一點的電路,這種方法往往會造成誤解,結果反而事倍功半。這時需要我們靜下心來用第二種方法———排查法。排查法就是按照正常的檢測手段逐一排查,最后找到問題的所在。排查法的步驟如下。

    (1) 首先要檢測電源。電源是整個電路工作的主要激勵,在檢查電路之前我們首先要檢查供電電源是否正常。

    (2) 其次檢查輸入部分,也就是小信號放大部分。將信號輸入端接至信號源,調節信號源的輸入大小,看放大之后的電壓是否按照規律化。      

    (3) 檢查處理器是否工作。用示波器測試晶振有沒有起振,測試各個點的輸出是否正常。

    (4)檢查驅動電路和其他輸出電路。

    在維修過程中,我們要用到目測、部件排除、確認維修等方法的相互結合運用來完成我們的維修工作。只要確認了哪部分電路出現故障、損壞程度,我們就可以進行下一步方案解決問題。經過這些步驟基本上能夠找出問題的所在。下面介紹一下電子稱重儀表常見的故障及解決方法。

    (1) 稱重物移除后無法回到零點的故障分析檢查傳感器輸出信號值是否于標準內(A/D 的總放大碼/ 使用內碼范圍/ 底碼范圍),如果信號值未在標準內,調節傳感器可調電阻,將信號值調到標準內,如無法補償請檢查傳感器是否有問題,在保證傳感器輸出正常(秤體穩定)情況下,鎖定儀表故障,一般是放大電路及A/D 轉換電路發生問題,再依據電路原理逐一判斷測試分析,以最終解決問題。

    (2) 稱量不準確的故障分析

    觀測內碼值是否穩定,傳感器各部位是否有摩擦現象,穩壓電源是否穩定,運放電路是否正常,使用砝碼測試秤盤四腳秤量是否平均。依照說明書指示,進一步做儀表局部分析或重量校正。

    (3) 無法開機的故障

    先確定非保險絲、電源開關、電源線及電壓切換開關的問題所造成,檢查變壓器有無交流電壓輸入及交流電輸出。如果儀表帶有電池將電池取下再以AC 電源開機,以了解是否為電池電壓不足所造成。其次再檢測整流電路、穩壓電路以及顯示驅動電路是否出現異常,如果這些都沒問題檢查處理器及附屬電路是否燒壞。

    (4) 顯示亂碼

    將原來的顯示電路拆下,換一個正常的顯示電路看是否正常。如果顯示正常說明顯示電路出現問題,如果不正常,應檢查驅動電路是否有故障,最后檢查處理器顯示輸出的引腳是否在合理的輸出范圍。

    (5) 按鍵不好用

    先更換新按鍵進行測試,如新按鍵功能正常時,則可判定為按鍵接觸不良,測量按鍵與CPU之間線路有無斷路、虛焊。檢查按鍵支座是否有接觸不良現象。測量按鍵與CPU 回路上的二極管、電阻等是否有短路、斷路的情況。

    (6) 無法稱到滿載

    和無法回零的情況差不多,多數可能由于小信號輸入范圍發生了改變。按照無法回零的方法檢測,如果找不出問題,就先檢測供電電源、A/D電路是否正常,再檢測傳感器輸出。

    (7) 傳感器故障判別方法

    ① 靜態測量法:使用萬用電表之歐姆檔,分別量測傳感器之E+ 對S+、S- (或是E- 對S+、S-也可)阻值是否相同,一般而言誤差在0.5Ω 以上就需做補償,如誤差過大(2Ω 以上)則建議更換傳感器。

    ② 動態測量法:將傳感器接線正確的接回主機板,使用數位電表(四位半以上較佳)之DC V 檔上,量測S+ 對地與S- 對地之電壓是否相等(最好是0 誤差),如不相等需做傳感器補償。

    (8) 傳感器補償

    傳感器輸出信號過高請加一電阻器在傳感器的“E+S-”之間使信號值到正常范圍(電阻值越低,傳感器輸出信號越低)。

    傳感器輸出信號過低或- ERR 請加一電阻器在傳感器的“E+~S+”之間使信號值到正常范圍(電阻值越低,傳感器輸出信號越高)。

    檢測A/D 電路放大碼的方法

    把電子秤調試到內部設定狀態(使之顯示當前的內碼狀態)施加滿稱量砝碼,記錄此放大碼值,它們的關系:底碼值+ 滿稱量放大碼+ 安全區碼。

    (9) 數字儀表的故障分析

    數字儀表維修比較簡單,只需要檢測供電電源電路、通訊電路、CPU 微處理電路及儲存電路和顯示電路就可以了,依據說明書的說明提示,對不同錯誤現象和實際測量結果進行問題判斷解決。前提是保證數字傳感器的性能正常。

    三、總結

    電子稱重儀表和其他家用電器一樣,只要熟悉它的結構原理和電路就可以進行維修,一般的電子稱重儀表都帶有微型控制器或處理器,這說明電子稱重儀表都是有程序的,如果微控制器或處理器壞了,只能找到廠家將寫好程序的芯片換上,因為儀表的電路各式各樣,每種電路都有自己專門的應用程序,只要微處理器(主要是軟件)的問題解決了,其他問題就容易解決了。

 
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