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(duì)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(diǎn)采樣序列標(biāo)準(zhǔn)差的零漂故障檢測(cè)方法,首先對(duì)稱重傳感器的零點(diǎn)輸出信號(hào)采樣 ;然后利用滑窗取出其中的 n個(gè)連續(xù)值 求出這 n個(gè)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(cè)依據(jù),當(dāng)比值大于設(shè)定閾值時(shí),傳感器存在故障;否則不存在故障.測(cè)試表明該方法能有效檢測(cè)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(tái)下各個(gè)模擬傳感器并聯(lián)接入模擬接線盒 ,模擬接線盒對(duì)各個(gè)傳感器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行疊加得到與被測(cè)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(jià)格相對(duì)比較便宜等優(yōu)點(diǎn),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(shí),整個(gè)稱重系統(tǒng)都將會(huì)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(duì)稱重傳感器故障的檢測(cè)主要是通過加載砝碼對(duì)輸出電壓進(jìn)行人工檢測(cè)來判斷是否發(fā)生故障 ,這種檢測(cè)方法效率低并且受檢測(cè)人員檢測(cè)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(duì)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(shí);對(duì)稱重傳感器的故障檢測(cè)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(shí)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(dòng)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(cè)上 但檢測(cè)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(shí)卻無法檢測(cè) 文獻(xiàn) , 把小波變換和深度信念網(wǎng)絡(luò)引入到動(dòng)態(tài)地磅故障診斷方面 ，但只能在稱重?cái)?shù)據(jù)采樣過程中某一時(shí)刻或者某幾個(gè)時(shí)刻采集到的數(shù)據(jù)有問題的情況下才能檢測(cè)出來 。為此 ，本文提出了一種稱重傳感器零漂故障的檢測(cè)方法，根據(jù)正常傳感器零點(diǎn)輸出序列的標(biāo)準(zhǔn)差和產(chǎn)生零漂故障的傳感器零點(diǎn)輸出序列的標(biāo)準(zhǔn)差的不同來檢測(cè)稱重傳感器是否存在零漂故障 ，實(shí)驗(yàn)表明：只要合理設(shè)定檢測(cè)閾值就可以準(zhǔn)確檢測(cè)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(shí)稱重臺(tái)下面的各個(gè)稱重傳感器能根據(jù)車輛重量得到稱重?cái)?shù)據(jù) ，稱重?cái)?shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字接線盒到達(dá)稱重控制器；同時(shí)， 軸識(shí)別器可以識(shí)別出通過稱重設(shè)備的車輛類型 。車輛分離器和車輛檢測(cè)器可以檢測(cè)出是否有車輛通過及車輛通過的時(shí)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(hào)計(jì)算出車輛重量和稱重傳感器是否存在零漂故障并上報(bào)計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)中心.

2.稱重傳感器零漂故障檢測(cè)

2.1稱重傳感器零點(diǎn)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(huì)殘存一部分應(yīng)力等原因"稱重傳感器在沒有外力作用時(shí)也會(huì)有一個(gè)隨著時(shí)間推移而變化的輸出"即此時(shí)稱重傳感器存在零點(diǎn)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(hào)疊加到實(shí)際的稱重信號(hào)中就會(huì)對(duì)稱重精度產(chǎn)生重大影響(如果稱重傳感器 ;在 t0時(shí)刻發(fā)生零漂故障"則稱重傳感器i的零點(diǎn)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(diǎn)漂移時(shí)"其零點(diǎn)輸出信號(hào)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(diǎn)! 即稱重設(shè)備上沒有車輛通過# 時(shí)對(duì)稱重傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣"當(dāng)稱重傳感器存在零漂時(shí)采樣數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差會(huì)比稱重傳感器不存在零漂時(shí)采樣數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差大"通過這個(gè)原理就可以對(duì)稱重傳感器進(jìn)行故障檢測(cè)

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為了檢驗(yàn)該零漂故障檢測(cè)方法的可行性"本實(shí)驗(yàn)隨機(jī)選取了某高速公路收費(fèi)站某一稱重系統(tǒng)2#稱重傳感器發(fā)生零漂后的實(shí)測(cè)信號(hào)"稱重傳感器零點(diǎn)采樣值如圖 )4 所示.其中橫坐標(biāo)為時(shí)間"每隔 1min采樣一次"當(dāng)有車通過時(shí),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(duì)稱重傳感器的零漂故障進(jìn)行檢測(cè)"本文研究了利用滑窗和標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)傳感器進(jìn)行零漂檢測(cè)的方法(首先對(duì)稱重傳感器的零點(diǎn)輸出進(jìn)行采樣"然后利用滑窗原理對(duì)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(shí)的輸出序列標(biāo)準(zhǔn)差和正常時(shí)序列標(biāo)準(zhǔn)差來判斷稱重傳感器是否存在故障( 測(cè)試表明當(dāng)稱重傳感器存在零漂故障時(shí)"該方法可以有效檢測(cè)出來.