测力传感器故障的常见原因如下:
一、传感器自身问题
元件老化
测力传感器内的敏感元件,像应变片,长期使用易老化。随着时间推移,应变片电阻值改变,干扰力与电信号转换,降低测力精准度。比如在连续运行多年的工业自动化生产线中,电阻应变式测力传感器因应变片老化,测量误差逐年增大,甚至引发故障。
制造缺陷
生产时工艺把控不严格或质检有漏洞,传感器会存在制造缺陷。如内部焊点不牢,在受力或振动时易松动、脱落,造成电路断路;敏感元件封装受损,也会影响性能,致使故障提前出现。
二、环境因素影响
温度变化
温度对测力传感器性能影响大,各类型传感器都有特定工作温度范围。超出范围,传感器内部物理特性改变。以金属应变片式传感器为例,高温下应变片电阻温度系数变化,电阻值漂移,测量精度下降。极端温度还会破坏密封材料,使湿气、腐蚀性气体侵入,损坏内部元件。
湿度与腐蚀性气体
高湿度环境中,传感器表面易凝结水珠,导致电路短路,尤其对精密电路影响更大。在化工、冶金等环境中,硫化氢、氯气等腐蚀性气体会腐蚀传感器金属部件,降低结构强度,影响电气性能,使测量精度降低、信号传输不稳定,最终无法正常工作。
三、使用与安装不当
过载使用
施加力超测力传感器额定测量范围,会造成严重损坏。如起重机操作失误,起吊重量超量程,传感器内部弹性元件可能发生塑性变形,失去测力能力。即使短暂过载,也会降低测量精度,影响后续使用。
安装不合理
安装位置不准确,传感器承受力与设计预期偏差,受额外剪切力、弯矩,影响测量精度。固定不牢固,如螺栓未按规定扭矩拧紧,设备运行时传感器易松动,导致接触不良,干扰信号传输,甚至无法工作。
四、电气干扰
电磁干扰
现代工业环境中有大量电磁干扰源,如大型电机、变频器等。测力传感器信号线缆若与动力电缆并行且未有效屏蔽,干扰会耦合到信号线缆,使输出信号波动、失真,严重时影响正常工作,导致控制系统误判。
接地问题
良好接地是测力传感器稳定工作的关键。接地电阻过大,漏电电流产生电压降,致测量误差增大;接地线断路,传感器处于悬浮电位,易受电磁干扰,测量精度和可靠性下降,还可能带来电击风险。