數(shù)字化改造后的稱重設(shè)備其稱重傳感器具有故障診斷的功能 但目前缺少針對稱重傳感器零漂故障診斷的方法. 為此,文章提出了基于滑窗原理和零點采樣序列標(biāo)準(zhǔn)差的零漂故障檢測方法,首先對稱重傳感器的零點輸出信號采樣 ;然后利用滑窗取出其中的 n個連續(xù)值 求出這 n個值的標(biāo)準(zhǔn)差;最后用此標(biāo)準(zhǔn)差與正常輸出標(biāo)準(zhǔn)差的比值作為檢測依據(jù),當(dāng)比值大于設(shè)定閾值時,傳感器存在故障;否則不存在故障.測試表明該方法能有效檢測傳感器的零漂故障.

0.引言

傳統(tǒng)稱重設(shè)備采用的都是模擬稱重傳感器,稱臺下各個模擬傳感器并聯(lián)接入模擬接線盒 ,模擬接線盒對各個傳感器輸出的模擬信號進(jìn)行疊加得到與被測車輛成比例的模擬電壓采用模擬稱重傳感器具有接線簡單、價格相對比較便宜等優(yōu)點,但卻失去了故障診斷的功能.即當(dāng)其中任意一路稱重傳感器發(fā)生故障時,整個稱重系統(tǒng)都將會產(chǎn)生非常大的誤差,并且很難判斷故障產(chǎn)生的位置,目前對稱重傳感器故障的檢測主要是通過加載砝碼對輸出電壓進(jìn)行人工檢測來判斷是否發(fā)生故障 ,這種檢測方法效率低并且受檢測人員檢測水平的限制.

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,精細(xì)化管理越來越受到重視. 傳統(tǒng)稱重設(shè)備的弊端也越來越明顯,對傳統(tǒng)稱重設(shè)備數(shù)字化改造的需求也越來越大 與此同時;對稱重傳感器的故障檢測也越來越受到重視文獻(xiàn) ! 根據(jù)空載和加標(biāo)準(zhǔn)砝碼時傳感器的輸出信息,人工判斷稱重傳感器是否存在故障,這種方法自動化程度低,需要人工干預(yù).分別把徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)引入到地磅稱重傳感器的故障檢測上 但檢測的故障僅限于傳感器的短路、開路 、靈敏度及傳感器不歸零四類故障方面 當(dāng)傳感器發(fā)生零漂故障時卻無法檢測 文獻(xiàn) , 把小波變換和深度信念網(wǎng)絡(luò)引入到動態(tài)地磅故障診斷方面 ，但只能在稱重數(shù)據(jù)采樣過程中某一時刻或者某幾個時刻采集到的數(shù)據(jù)有問題的情況下才能檢測出來 。為此 ，本文提出了一種稱重傳感器零漂故障的檢測方法，根據(jù)正常傳感器零點輸出序列的標(biāo)準(zhǔn)差和產(chǎn)生零漂故障的傳感器零點輸出序列的標(biāo)準(zhǔn)差的不同來檢測稱重傳感器是否存在零漂故障 ，實驗表明：只要合理設(shè)定檢測閾值就可以準(zhǔn)確檢測出稱重傳感器的零漂故障。

1.數(shù)字稱重設(shè)備工作簡介

稱重設(shè)備組成如圖 1所示 。當(dāng)車輛通過稱重設(shè)備時稱重臺下面的各個稱重傳感器能根據(jù)車輛重量得到稱重數(shù)據(jù) ，稱重數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字接線盒到達(dá)稱重控制器；同時， 軸識別器可以識別出通過稱重設(shè)備的車輛類型 。車輛分離器和車輛檢測器可以檢測出是否有車輛通過及車輛通過的時間"這些信息也上傳到稱重控制器( 稱重控制器根據(jù)接收到的信號計算出車輛重量和稱重傳感器是否存在零漂故障并上報計算機和數(shù)據(jù)中心.

2.稱重傳感器零漂故障檢測

2.1稱重傳感器零點漂移故障

由于溫度變化以及稱重傳感器在制造)安裝及使用過程中會殘存一部分應(yīng)力等原因"稱重傳感器在沒有外力作用時也會有一個隨著時間推移而變化的輸出"即此時稱重傳感器存在零點漂移故障。( 通常零漂表現(xiàn)為稱重傳感器輸出無規(guī)律的變化"如果這部分漂移信號疊加到實際的稱重信號中就會對稱重精度產(chǎn)生重大影響(如果稱重傳感器 ;在 t0時刻發(fā)生零漂故障"則稱重傳感器i的零點輸出為

2.2故障特征提取

從圖2可以看出"稱重傳感器發(fā)生零點漂移時"其零點輸出信號將產(chǎn)生無規(guī)律且幅值較大的變化( 當(dāng)稱重傳感器處于零點! 即稱重設(shè)備上沒有車輛通過# 時對稱重傳感器的輸出信號進(jìn)行采樣"當(dāng)稱重傳感器存在零漂時采樣數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差會比稱重傳感器不存在零漂時采樣數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差大"通過這個原理就可以對稱重傳感器進(jìn)行故障檢測

3.實驗結(jié)果分析

為了檢驗該零漂故障檢測方法的可行性"本實驗隨機選取了某高速公路收費站某一稱重系統(tǒng)2#稱重傳感器發(fā)生零漂后的實測信號"稱重傳感器零點采樣值如圖 )4 所示.其中橫坐標(biāo)為時間"每隔 1min采樣一次"當(dāng)有車通過時,停止采樣'縱坐標(biāo)為稱重傳感器的輸出

4.結(jié)論

為了有效對稱重傳感器的零漂故障進(jìn)行檢測"本文研究了利用滑窗和標(biāo)準(zhǔn)差對傳感器進(jìn)行零漂檢測的方法(首先對稱重傳感器的零點輸出進(jìn)行采樣"然后利用滑窗原理對采樣數(shù)據(jù)求序列標(biāo)準(zhǔn)差"最后通過比較傳感器有零漂時的輸出序列標(biāo)準(zhǔn)差和正常時序列標(biāo)準(zhǔn)差來判斷稱重傳感器是否存在故障( 測試表明當(dāng)稱重傳感器存在零漂故障時"該方法可以有效檢測出來.