电子天平显示“Err-54”故障代码的维修

　　现代电子天平是传感技术、模拟电子技术、数字电子技术和微处理器技术发展的综合产物，具有方便、精确、快速等多种功能。有些还可与打印机、计算机联用，进一步扩展其功能，如统计称量的最大值、最小值、平均值及标准偏差等。在科学研究、计量测试、医疗卫生等领域获得广泛应用。在使用过程中，因人员操作失误、元器件损坏和环境影响，都会出现各种故障。现介绍一例赛多利斯电子天平始终显示“Err-54”故障代码的维修过程，供参考。

　　1　电磁力平衡式传感器电子天平工作原理

　　电子天平的关键部件是称重传感器，是一种能够将重力转变为电信号的力-电转换装置，常用的有电容电感式、电阻应变片式和电磁力平衡式等。电磁力平衡式传感器精度高、重复性好但结构复杂，是目前高精度天平普遍采用的一种形式。电磁力平衡式传感器是利用电磁力与秤盘上的负荷相平衡的原理工作。根据电磁学理论，通电导体在磁场中做切割磁力线运动时将产生电磁力 ( 洛仑兹力 )，计算公式为 F=IBLsina。式中 F =电磁力、I =电流强度、B =磁感应强度、L =通电线圈在磁场中的长度、a = I 与 B 的夹角。由公式可知，F 的大小与 B、L、I 及 sina 均成正比。传感器设计好后，其线圈长度、磁感应强度和角度已固定，即 B、L、a 都可视为常数，因此 F 的大小与 I 成对应关系[1]。

　　如图1所示，当物体放在秤盘上时，秤盘联动上、下部杠杆带动通电线圈在永磁铁的磁场中做切割磁力线运动并产生电磁力，同时位置传感器检测出杠杆的位置变化量并将其转化成电信号。此电信号经放大电路放大后加在线圈上，从而产生电磁力使杠杆恢复至平衡状态，因此产生的电磁力必定与被称物体的重力相平衡。而流过线圈中的电流强度与流过精密电阻上的电流强度相等。即精密电阻上的电压值与被称物体的重量有确定的对应关系[2]。采集精密电阻上的电压信号经模拟 / 数字转换电路和微处理器处理即可在显示单元上显示秤盘上被称物体的重量。

　　2　故障现象和维修过程

　　电子天平通电后始终显示为“Err-54”故障代码，无法使用。据使用人反映天平出现此故障后，询问经销商和办事处都说可能是电路板或称重传感器问题需寄回工厂检修，时间长而且报价高。根据天平使用手册简单提示，当天平显示“Err-54”故障代码时有几种原因。①无称盘或底盘未安装;②电子天平的称量处于欠载状态;③负载太小;④ A/D 转换电平低于下限。检修步骤应遵循由外及内，先简后繁的原则。首先检查秤盘和底座的安装情况，未发现有卡住或盘托与天平外壳有碰擦现象。无论秤盘上不放物体或放置最大秤量值的砝码都显示“Errr-54”故障代码，判断问题应该出在天平内部。取出秤盘和秤盘支架，小心拆除玻璃防风罩，发现秤盘下较脏，而且还有药品溶液留下的水渍。拧下外壳固定螺丝。可以看见固定在底座上的双杠杆单体传感器。这是由磁钢 , 极靴、线圈、位置传感器等零部件组成的一个整体。首先清理脏污和药品溶液留下的水渍，观察电路板上的元件外表无异常，测量电路板供电电压正常，将有关接插件重新插好，通电后故障依旧。仔细观察传感器结构，由于线圈和磁钢间隙很小，拆机时曾发现天平内部电路板和传感器上有一些微小的颗粒物。是否因线圈和磁钢间隙内落入微小颗粒物出现这种故障?于是选择薄的卡片纸剪成条状，沿着线圈和磁钢间的圆周缝隙上下左右轻轻转动，再用吹气球对着间隙吹气，以消除有可能卡在线圈和磁钢间隙内的颗粒物。注意动作一定要轻柔，避免碰断引线。清理完毕后，检查线圈和磁钢间应间距均匀 , 无擦碰现象。轻轻触碰秤盘杠杆，观察线圈在磁钢间隙中的上下运动应很灵活(注意不要施加太大的力，以防止杠杆变形)。按拆卸的逆过程将天平各部件一一安装回去，仔细检查无误后方可通电。天平经自检稳定后，“Err-54”故障代码消失，显示为 0.000g 值，仪器恢复正常。为保证测量准确还应按照手册上的规定方法和步骤对电子天平进行校准。