基于MSA的动态轨道衡故障诊断法

　　1 测量系统分析 ( MSA)

　　测量系统分析 ( Measurement System Analysis，以下简称 MSA) 是分析测量系统统计特性的方法和评价准则; 使用 MSA，可以判别出测量系统的统计特性指标能否满足预期的要求，以评估测量数据的质量和可靠性。MSA 应用对轨道衡的称重数据进行处理，可以了解轨道衡数据的偏倚和线性，从中找出数据异常发生的趋势和规律，从而对轨道衡的故障进行诊断，同时也可以动态监视轨道衡的运行状况。

　　对于动态轨道衡，在传感器等元件线性逐渐劣化直至失效过程中，其称量误差呈逐渐增大的趋势。应用常规的分析方法，对轨道衡的电气部分和机械部分逐项排查、分析，工作量大，耗时长，效率低，且不能对轨道衡的超差和故障进行预测，给轨道衡的正常使用和维护带来影响。为此，借助于统计分析中的MSA 方法，为动态轨道衡的故障诊断提供了一种新的思路和途径; 实际应用效果令人满意。

　　2 动态轨道衡 MSA 故障诊断法

　　MSA 评价的指标主要有测量系统的位置变差( 偏倚、线性、稳定性) 和宽度分布范围变差 ( 重复性和再现性) ，偏倚是指测量的观测平均值和基准值之间的差异，线性是指在轨道衡规定的量程范围内的偏倚变化存在的线性关系。

　　偏倚和线性的判定准则[1]有两个。准则一，一个测量系统的偏倚或线性的误差若超出量具校准程序确立的最大允许误差是不能接受的; 准则二，可用统计推断中的区间估计 ( 用 t 分布) 作为接受准则，即偏倚的统计值 ( “偏倚”=0 时) 落在 95% 的偏倚值的区间内，这样的偏倚是可以接受的。线性接受准则之一是若 “偏倚”= 0 的整条直线都位于置信带内，则表明可以接受。

　　以济南钢铁集团总公司 6#动态轨道衡为例说明MSA 故障诊断法的原理和方法。实施的步骤包括:

　　( 1) 配备稳定的测量设备作为 “基准”。该 “基准”需经上级计量部门检定、校准，得到基准值。我们采用 50t 左右、70t 左右、100t 左右的铁水罐作为“基准”，基准值由准确度等级为Ⅲ级、分度值为20kg、最大允许误差为 ± 30kg 的静态轨道衡称量得到。

　　( 2) 获得测量数据。同一人分别应用测量系统定期检测 “基准”，检测时，将 “基准”置于动态轨道衡上匀速往返 5 次以上。

　　( 3) 分析测量数据偏性、线性和稳定性。6#动态轨道衡误差要求最大误差为 ±400kg。

　　( 4) 故障原因分析及故障处理。

　　3 MSA 故障诊断法的数据及故障分析

　　3. 1 校准数据的获得