在地磅稱重傳感器制造工藝中，常溫蠕變和瞬時回零性能測試實(shí)現(xiàn)自動化是測試技術(shù)發(fā) 展的必然趨勢。本文結(jié)合采用計算機(jī)、數(shù)字模塊、加載 設(shè)備、PLC及相應(yīng)軟件組成的蠕變自動測試系統(tǒng)，介紹了蠕變自動測試系統(tǒng)的組成、工作原理、實(shí) 現(xiàn)方法，并簡要分析了蠕變自動測試系統(tǒng)的特點(diǎn)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了蠕變測試工序自動化，為提高地磅稱重傳感器測試精度和工作效率創(chuàng)造了條件。

一、背景技術(shù)概述：

地磅稱重傳感器蠕變性能直接影響到整秤測量準(zhǔn)確性、測量精度等指標(biāo)。因此對于蠕變性能的檢測， 是所有稱重傳感器生產(chǎn)企業(yè)制造過程中必須嚴(yán)格控制的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)工藝中，蠕變性 能的檢測其實(shí)還應(yīng)包括小靜負(fù)荷輸出恢復(fù)，簡稱瞬時回零，因這兩項(xiàng)指標(biāo)可在一次蠕變測試過程 中完成，故蠕變測試均包括蠕變和瞬時回零兩項(xiàng)性能的測試。

近十年來，蠕變測試工藝在稱重傳感器制造中一直沒有較大的變化，量程偏小的鋁合金稱重傳 感器和人體秤上使用的微型稱重傳感器多采用手提砝碼結(jié)合多通道采集儀表組成的系統(tǒng)，并手工記 錄數(shù)據(jù)完成蠕變和瞬時回零的測試；量程較大的不銹鋼和合金鋼稱重傳感器一直使用比對式、杠桿 式、疊加式測力機(jī)結(jié)合單通道采集儀表、計算機(jī)完成蠕變和瞬時回零的測試。以上方法存在以下幾 個方面的缺點(diǎn)：

1.工人勞動量大。按每人一天測試300件20kg量程的稱重傳感器，每次加卸砝碼各一次，總 計每天搬運(yùn)砝碼的重量為1.2t。

2.生產(chǎn)效率低。主要是一次測試的產(chǎn)品數(shù)量少，配置人員多，等待的浪費(fèi)明顯。

3.測試準(zhǔn)確性差。使用多通道儀表、人工記數(shù)、比對式測力機(jī)等均給測試系統(tǒng)引入更大的誤 差，測試的準(zhǔn)確性不易保證。

4.測試數(shù)據(jù)存檔困難。手動記錄的數(shù)據(jù)如需錄入電腦存檔、調(diào)用，工作量非常大。

5.數(shù)據(jù)的采集速度慢。使用儀表對稱重傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，其中因計算機(jī)和儀表的通訊 速度限制，通道的切換時間或計算機(jī)使用的軟件落后等問題造成測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集速度緩慢。

因以上諸多原因，各制造企業(yè)均想實(shí)現(xiàn)稱重傳感器蠕變自動化測試，為此投入大量的技術(shù)人員進(jìn)行開發(fā)。中航電測儀器股份有限公司在2011年終于完成了這個夢想，開發(fā)出一整套的蠕變自動 測試系統(tǒng)并應(yīng)用于鋁合金傳感器的生產(chǎn)線。該系統(tǒng)較好地解決了以上各方面的問題，提高了產(chǎn)品蠕 變、回零測試準(zhǔn)確性和測試效率。

二、蠕變自動測試系統(tǒng)的組成：

蠕變自動測系統(tǒng)由載荷發(fā)生設(shè)備、數(shù)字采集模塊 部分組成。它們相互關(guān)系如圖1。

蠕變自動測試系統(tǒng)各組成部分的功能介紹如下：

1.采集與控制軟件。軟件啟動后按照設(shè)定的步驟和時 模塊信息，通過控制硬件驅(qū)動載荷發(fā)生設(shè)備給傳感器加載重量。

2.計算機(jī)與控制硬件。執(zhí)行軟件發(fā)出的命令采集模塊

3.數(shù)宇采集模塊。給稱重傳感器提供電源并接收輸出

4.載荷發(fā)生設(shè)備。給稱重傳感器施加與量程相同的載

三、蠕變自動測試系統(tǒng)的原理和實(shí)現(xiàn)方法：

1.蠕變自動測試系統(tǒng)的原理

通過計算機(jī)軟件驅(qū)動載荷發(fā)生設(shè)備和數(shù)字模塊按規(guī)定的 載和數(shù)據(jù)采集工作。操作者只需將稱重傳感器裝上工裝，放件開始運(yùn)行。由計算機(jī)軟件對采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對稱 的標(biāo)準(zhǔn)判斷合格與否，形成測試報告后由打印機(jī)輸出，測i5 證和質(zhì)量追溯提供方便。

系統(tǒng)工作原理圖，如圖2所示:

2.蠕變測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

(1)載荷發(fā)生設(shè)備介紹。該設(shè)備主要用于批量化生產(chǎn)高精度稱重傳感器，因此在載荷發(fā)生設(shè) 備的設(shè)計中主要考慮因素有：力值，自動定位，加載穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉，易實(shí)現(xiàn) 批量化。為實(shí)現(xiàn)以上要求，針對性的設(shè)計制作了凈重式蠕變加載機(jī)，該設(shè)備采用砝碼作為力源，確 保了加載力值的準(zhǔn)確性和一致性；使用拉壓雙向氣缸作為執(zhí)行件，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，成本低廉。 通過加載臺面和工裝的定位設(shè)計，以及設(shè)備垂直升降的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)確保了加載點(diǎn)的定位。其中加載穩(wěn) 定性是至關(guān)重要的，為解決該問題，首先，使用了雙向電磁閥，使下降速度緩慢平穩(wěn)，上升速度及時迅速。其次，在加載的系統(tǒng)中加入多個活動連接，減短加載鏈條的長度，使各個鏈條之間相互制約，從而達(dá)到減弱升降過程中砝碼的擺動幅度，后采用加載位置面接觸，砝碼重量加載到傳感器 承壓頭后系統(tǒng)迅速穩(wěn)定。凈重式蠕變加載機(jī)圖，如圖3所示。

（2）使用數(shù)字模塊采集稱重傳感器數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)采用了數(shù)字模塊技術(shù)，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）可以將稱重傳感器輸出信號放大10?100倍后進(jìn)行采集處理，采集精度10PPM。

2）數(shù)字模塊實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的測試，同一系統(tǒng)中相互之間沒有干擾。

3）模塊自帶處理器、貯存器，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)的高速采集，即使多臺設(shè)備同時加載也能及時采集 到每個點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

使用數(shù)字模塊后，測試系統(tǒng)的精度和速度得到大幅度提升，這是實(shí)現(xiàn)該測試系統(tǒng)的關(guān)鍵。

(3)使用PLC控制技術(shù)。在本系統(tǒng)的開發(fā)中還使用到PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)同步控制 凈重式蠕變加載機(jī)。凈重式蠕變加載機(jī)主要控制件是雙向電磁閥，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字模塊采集部分與設(shè) 備加載部分的同步運(yùn)行，使用了 PLC對20臺凈重式蠕變加載機(jī)進(jìn)行時序控制，然后在計算機(jī)上安 裝控制卡對PLC進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與設(shè)備加載兩部分的同時運(yùn)行。

(4)智能化的軟件操控。根據(jù)蠕變測試方法的需要編制測試軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和蠕變加載 機(jī)配套工作。操作者只需點(diǎn)擊軟件開始，之后可實(shí)現(xiàn)全過程自動化測試，測試流程固定，但可以調(diào)整測試時間，具體流程如下：

打開測試軟件并自檢—輸入傳感器編號—零點(diǎn)漂移測試（時間可設(shè)定）—進(jìn)行三次預(yù)載—預(yù)載 恢復(fù)（時間可設(shè)定）—加載—蠕變測試（時間可設(shè)定）—卸載—卸載恢復(fù)（時間可設(shè)定）—判斷測 試數(shù)據(jù)合格性—打印數(shù)據(jù)

該軟件具有以下功能：控制加載設(shè)備按設(shè)定時間加、卸載；自動識別稱重傳感器加載、卸載起 始時間；測試過程中每秒記錄數(shù)據(jù)并自動計算、判斷數(shù)據(jù)合格性；測試結(jié)束后可自動打印、保存測 試數(shù)據(jù)；測試數(shù)據(jù)不可修改；聯(lián)網(wǎng)后可異地調(diào)用數(shù)據(jù)。

四、蠕變自動測試系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

該蠕變自動測試系統(tǒng)完成后，提高了蠕變測試工序的效率，可以滿足C3到C5級精度稱重傳 感器蠕變和瞬時回零兩項(xiàng)指標(biāo)的常溫測試要求。下面就該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行簡單介紹：

1.自動化程度高，減員增效。在未采用該系統(tǒng)前，20支稱重傳感器蠕變測試時長為5mm，需 3人配合完成，耗時15min；采用自動測試系統(tǒng)后，只需1人，耗時12min。人員減少2/3，效率提 高20%。對一套有20臺加載設(shè)備的系統(tǒng)，測試時間同上，日產(chǎn)量可達(dá)到400支。

2.測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、產(chǎn)品質(zhì)量受控。使用蠕變自動測試系統(tǒng)后，測試的全過程無需人員參與， 每輪測試時間一致，*排除人為因素對測試結(jié)果的影響，也*杜絕了操作者編造或改動數(shù)據(jù)的 問題。因該系統(tǒng)每支被測產(chǎn)品均有獨(dú)立通道和加載設(shè)備，不存在測試通道切換或相互影響導(dǎo)致測試 誤差偏大的現(xiàn)象。由于采用高精度數(shù)字模塊，供電電壓較小，精度達(dá)到10PPm，測試重復(fù)性非常高。

3.針對性強(qiáng)，固定投資少。按一套系統(tǒng)含20臺蠕變加載設(shè)備計算，該系統(tǒng)預(yù)算金額為15萬元。

4.蠕變測試全過程數(shù)據(jù)釆集，可隨時調(diào)用數(shù)據(jù)或繪制產(chǎn)品蠕變曲線圖。

5.系統(tǒng)簡單，維護(hù)成本低。

五、結(jié)束語：

蠕變測試自動化是企業(yè)的技術(shù)追求，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，通過本文介紹希望為正在開發(fā)該系統(tǒng) 的企業(yè)提供參考。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們不斷追求高品質(zhì)生活，也推動著地磅行業(yè)快速發(fā)展，稱重傳 感器供應(yīng)數(shù)量逐年增長，通過自動化生產(chǎn)線使稱重傳感器生產(chǎn)效率和質(zhì)量同步提高，成為稱重傳感 器供應(yīng)商的共同愿望。實(shí)現(xiàn)蠕變測試自動化是稱重傳感器制造業(yè)必然趨勢，后期還有自動貼片機(jī)、 自動角差調(diào)整機(jī)、智能溫度補(bǔ)償技術(shù)等各個工藝方面的自動化項(xiàng)目還需所有從業(yè)人員共同攻克。