路灯维修车衡称重传感器故障诊断方法研究   新会路灯维修车出租, 新会路灯维修车租赁, 新会路灯维修车价格   称重传感器作为电子路灯维修车衡的关键部件之一，其性能直接决定了路灯维修车衡称重的准确性与可靠性。路灯维修车衡采用的电阻应变式称重传感器将4个电阻应变片粘贴在弹性敏感元件上，然后以适当方式组成惠斯登电桥。当称重传感器不承受载荷时，粘贴在弹性体上的应变片不发生变形，其电阻不变，电桥平衡，输出电压为零；反之，当被测载荷加载在路灯维修车衡秤体上时，称重传感器承受载荷重力，应变片的电阻改变，电桥失去平衡，输出与载荷重量成比例的电压信号。现有路灯维修车衡由于将各路称重传感器输出信号在接线盒中通过硬件电路集中累加，任意一路传感器发生故障都将造成整个称重系统失效。提出了一种称重传感器亚健康及早诊断方法，给出了路灯维修车衡称重传感器亚健康的故障特征，利用空载与加载标准砝码时各传感器的输出信号，完成称重传感器的故障诊断；该方法有效，但需要较多的人工干预，自动化程度低。根据称重传感器对称分布关系，当某一传感器失效时，利用其相应的对称传感器输出代替失效传感器的输出，实现失效传感器称重信号的估计；在均匀负载、对称加载的理想情况下，该方法有效，但路灯维修车衡加载称量不可能处于均匀负载、对称加载的理想情况，因此这种方法的估计结果受加载位置和载荷非均匀性的影响较大，不能满足路灯维修车衡的实际需要。以由6路称重传感器组成的多传感器称重系统为研究对象，将某一称重传感器的输出与其余传感器的输出总和之比或某一称重传感器的输出与相邻传感器输出之比作为灵敏度原始数据，利用灰色预测理论，实现了称重传感器相对灵敏度的故障诊断；然而在路灯维修车衡称重系统中，由于这种比值与被测载荷加载位置有关，因此将影响该方法的诊断效果。设备的故障诊断是实现其智能容错的关键之一，所谓智能容错是指设备在运行过程中一个或多个关键部件发生故障或即将发生故障时，利用人工智能理论和方法，通过采取有效措施，自动对故障进行补偿、抑制、消除、修复等，以保证设备继续安全、高效、可靠运行，或以一定的性能损失为代价，保证设备在规定时间内完成预定功能。智能容错涉及故障检测、智能故障诊断和容错控制等。对于路灯维修车衡这样一个典型的多传感器系统，如果作为关键部件之一的称重传感器发生故障，系统能够利用智能容错方法，自动进行故障隔离、补偿和修复等，保证路灯维修车衡以一定的精度继续正常称重，将会大大提高称重系统的可靠性和智能化程度，同时对其它多传感器称重系统具有重要的借鉴价值。因此，称重传感器的故障自动诊断对路灯维修车衡称重系统具有重要的意义。本文首先介绍称重传感器的故障类型，阐述路灯维修车衡智能故障诊断原理，然后以第3文的研究成果为基础，完成路灯维修车衡智能故障诊断和容错控制等，实现故障称重传感器的寻址与隔离、称重传感器故障类型识别、传感器故障预测、故障传感器输出估计以及路灯维修车衡称重融合输入向量重构等功能，同时探讨多传感器故障的路灯维修车衡自动诊断方法。通过仿真实验，验证这种称重传感器故障诊断方法的准确性与有效性。

      路灯维修车衡称重传感器智能故障诊断原理 ,   系统首先采集相互独立的多路传感器称重信号，获得N路传感器的称重信号X，即X=(x1,x2,…,xN)T；利用多传感器的关联模型，获得传感器j的预测信号ˆjx；以预测值ˆjx与实测值X为输入，建立故障融合检测模型，完成故障传感器寻址与隔离、故障类型识别、故障预测与故障传感器输出估计、称重融合输入向量重构等功能。图中，Xc为剔除第j路传感器后的称重信号，T；jx为故障传感器j输出信号估计值；X%为称重融合网络的重构信号，即XT；Xp为称重融合输入向量；y为路灯维修车衡的称重融合结果。路灯维修车衡称重传感器智能故障诊断利用融合检测模型，首先完成称重传感器故障判别，判断各称重传感器是否工作正常，并实现正常工作模式与故障工作模式的自动切换，完成容错控制功能。当各称重传感器正常时，路灯维修车衡以N路传感器称重信号为输入，即pX=X（4.1）当任意一路称重传感器发生故障时，系统利用融合检测模型，完成故障传感器的寻址与隔离，获得故障传感器的逻辑编号j，以故障传感器j的输出信号估计值jx替代实测信号xj，并与其它正常传感器输出Xc重构成X%；同时完成正常工作模式向故障工作模式的自动切换，此时有53pX=X%工作模式自动切换完成后，系统通过称重融合网络，获得最终的称重结果，完成路灯维修车衡的智能容错功能。称重传感器产生故障的原因实践证明，引起称重传感器故障的原因很多，主要可以归为传感器自身质量因素和外界因素。

     称重传感器自身质量原因引起的故障（1）称重传感器内部元器件因质量缺陷引起的故障。应变计和各种补偿元件质量差、老化、补偿不够或过度补偿，应变计与各种补偿元件的接线端子发生故障（如脱线、虚焊、短路等），以及电桥电路内部线路出现短路和开路等故障都将引起称重传感器故障。（2）称重传感器自身机械构件引起的故障，主要是由于弹性体或其它机械构件因质量缺陷或弹性体疲劳与损伤引起的故障。（3）称重传感器因密封质量差而引起的故障，即在湿度大或有积水的场所，如果传感器密封质量差，将会影响到内部元器件和粘贴质量，从而产生故障。（4）粘贴工艺质量引起的故障。称重传感器的应变片利用胶粘剂粘贴在弹性体上，如果胶粘剂失效或粘贴工艺差，将会使得应变片粘贴不牢固甚至脱落，从而导致称重传感器发生故障。

   

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     外界因素引起的故障（1）称重传感器安装不当引起的故障。由于安装技术指标不合格，称重传感器长期受到侧向力、冲击力等非正常力的作用，从而损伤弹性体或应变片，导致传感器产生故障。（2）称重传感器使用不当引起的故障。如果路灯维修车衡长期处于过载状态或受到机械冲击产生塑性形变、膜片受冲击变形或损坏等，应变片的阻值将发生变化，从而造成传感器故障。（3）称重传感器因使用环境恶劣造成的故障。如果称重传感器长期处于潮湿、化学腐蚀和高粉尘的工作环境，将会导致称重传感器发生故障。（4）称重传感器因受雷击等因素造成的故障。

        称重传感器故障类型称重传感器因自身质量原因或外界因素而产生故障，故障类型大致可分为短路型故障、开路型故障、零点故障与灵敏度故障等。

    短路型与开路型故障,   当输出信号xi恒为最大极限值ximax或最小极限值ximin时，称重传感器发生开路型或短路型故障。短路型与开路型故障又称硬故障。根据称重传感器的输出xi与被测载荷重量M的关系，当传感器i在t0时刻发生短路型故障时，当传感器i在t0时刻发生开路型故障时，有0max0. 零点故障如果空载时称重传感器的输出不为零，则其产生零点故障。称重传感器零点故障一般分为零位故障与零漂故障。（1）零位故障称重传感器弹性体受冲击、过载或其它原因产生塑性形变，膜片受冲击变形或损坏，应变计因氧化、腐蚀等而使得阻值发生变化等，都将使得路灯维修车衡空载时称重传感器输出xi不为0，从而产生零位故障。称重传感器i在t0时刻发生零位故障，即00Ai为零位值；vi为随机噪声。

    （2）零漂故障由于温漂、时漂或其它因素引起的称重传感器零点发生无规律的变化，从而产生零漂故障。传感器i在t0时刻发生零漂故障，i01v、i02v分别为传感器i正常与故障时的零点漂移。

    (3)灵敏度故障因弹性体疲劳或部分损坏等，称重传感器的灵敏度Si将发生改变，使得传感器的输出xi出现误差，从而产生灵敏度故障。图中，传感器i在t0时刻发生灵敏度故障，零点故障与灵敏度故障又称软故障。单传感器故障的诊断方法在多传感器相关性研究的基础上，系统利用故障融合检测模型完成路灯维修车衡单传感器故障诊断功能。融合检测以称重传感器j的全关联模型输出信号和N路称重传感器的实测信号为输入，利用表决融合检测准则，完成故障传感器寻址与隔离、故障类型识别、传感器故障预测、故障传感器输出估计与称重融合输入向量重构等功能。

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