用于校准动态称重传感器的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于校准安装在车道(2)中的动态称重(WIM)传感器(3)的装置(1)；该装置(1)具有至少一个力传感器(12)，该力传感器(12)检测基准力，利用该基准力可以校准WIM传感器(3)；该装置(1)具有施加器(15‑15″)，利用该施加器(15‑15″)可以将基准力引入到车道(2)中；其中，所述装置(1)具有激励器(11)，该激励器(11)产生基准力；并且其中，激励器(11)、力传感器(12)和施加器(15‑15″)彼此机械地连接并形成一小车(5‑5″)。

Device and method for calibrating dynamic weighing sensor

The present invention relates to a device (1) for calibrating a dynamic weighing (WIM) sensor (3) mounted in a lane (2); the device (1) has at least one force sensor (12) that detects a reference force by which the WIM sensor (3) can be calibrated; the device (1) has an applicator (15_15) and uses the applicator (15). A reference force may be introduced into a lane (2); wherein the device (1) has an exciter (11) that generates a reference force; and where the exciter (11), a force sensor (12) and an applicator (15 15) are mechanically connected to each other and form a vehicle (5 5).

【技术实现步骤摘要】
用于校准动态称重传感器的装置和方法
本专利技术涉及一种用于校准动态称重(WIM)传感器的装置。本专利技术还涉及一种用于校准WIM传感器的方法。
技术介绍
WIM传感器是一种可被安装在车道(Fahrbahn)中的力接收器。利用这种安装在车道中的WIM传感器，可以检测在车道上行驶的车辆(Fahrzeuge)的重力。根据所检测到的重力可以确定多样的交通信息，例如行驶车辆的车轮载荷、轴载荷、总重量、轮胎压力。WIM传感器通常是压电式力接收器，其检测以正常的行驶速度驶过WIM传感器的车辆的重力。该压电式力接收器发出一个与所检测到的重力的大小成比例的电信号，该电信号被传送到分析单元上并在那里对其进行分析。因此，WIM传感器和分析单元组成一个用于对交通信息进行自动检测的系统。WIM传感器是被现场安装在车道中的，这导致在安装品质方面有所差异。安装品质是指被安装在车道中的WIM传感器的实际状态。安装品质考虑到了具有上部结构、下部结构和地基的车道结构的性质。例如由于水害在车道结构中引起的中空空间会影响到WIM传感器的品质参数，例如灵敏度、线性、滞后等。WIM传感器在车道表面下方的不同的安装深度会影响到它们的品质参数。在车道表面中存在的隆起或凹陷对于品质参数也有影响。灵敏度是指由压电式力接收器给出的电信号的变化与所检测到的重力变化的比例。线性是指所检测到的重力大小与由压电式力接收器给出的电信号之间的比例偏差。滞后是指在压电式力接收器给出电信号的过程中针对所检测到的重力量值的最大差值，此时该重力的量值会首先增加而后再减少。因此希望以高精度来表征被安装到车道中的WIM传感器的安装品质。此外还存在这样的需求，即，能够高精度地检测交通信息，以便能够合法地实现过载控制或基于重量的收费。因此，国际法制计量组织(OIML)在标准OIMLR-134中建议在确定行驶车辆的总重量时高达0.10％的精度。为此需要对安装在车道中的WIM传感器进行校准。文献CH702963A1公开了这样一种用于校准安装在车道中的WIM传感器的方法。在这里，具有测力计的校准车辆(Kalibrierfahrzeug)驶过WIM传感器。测力计被装配在校准车辆的车轮上。在驶过期间，由测力计根据时间或地点检测作用在车轮上的车轮力，并由WIM传感器来检测校准车辆的重力。测力计以明显高于WIM传感器检测重力的精度来检测车轮力。测力计根据所检测到的车轮力给出车轮力数据，而WIM传感器根据所检测到的重力给出重力数据，这些数据在分析单元中被相互比较。根据该比较确定WIM传感器的校准性能。已经证实：在文献CH702963A1中公开的该校准方法依赖于车道的状况。车道是易受磨损的。车道中位于WIM传感器附近的坑洞和车辙可能会使得校准性能失真，校准性能由此不再准确。故而必须重复执行校准方法，而这是耗费时间的。文献CH702963A1还提到可以测量校准车辆的轴变形，并将所测量到的轴变形与校准车辆重量关联起来。但是，这需要对校准车辆本身进行校准，这是耗时的并且会带来成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于校准WIM传感器的装置，该装置能够高精度地校准被安装在车道中的WIM传感器。本专利技术的目的还在于提供一种用于校准WIM传感器的方法，该方法能够高精度地校准被安装在车道中的WIM传感器。本专利技术涉及一种用于校准被安装在车道中的动态称重(WIM)传感器的装置；该装置具有至少一个用于检测基准力的力传感器，该WIM传感器可以通过该基准力来校准；该装置还具有可将基准力引入到车道中的施加器，其中，该装置具有激励器，该激励器产生基准力，并且其中，激励器、力传感器和施加器彼此机械连接并且形成一小车在现有技术文献CH702963A1中，要检测作用在校准车辆的车轮上的车轮力，并且利用校准车辆的重量来校准WIM传感器。在此是假设车轮力和校准车辆的重量彼此有着固定的关系。但是现在已经认识到：车轮力与车道的状态相关，并且在存在坑洞、车辙的情况下以及会随着车道地基的性质一起发生变化。校准车辆的振动已被证明对校准不利，因为这些振动表现为干扰力，该干扰力会叠加在检测到的车轮力和检测到的重力上。在这里使用根据本专利技术的装置，其中的激励器会高精度地产生基准力。所产生的基准力被力传感器高精度地检测并由施加器高精度地引入到车道中。为此，激励器、力传感器和施加器彼此机械连接并形成一小车。因此，基准力的产生、检测和引入可以在一小车中同时且高精度地进行。本专利技术还涉及一种用于校准被安装在车道中的动态称重(WIM)传感器的方法，该WIM传感器沿着校准路段被校准；其中，基准力由至少一个力传感器来检测；其中，基准力由施加器沿着校准路段引入到车道中；其中，基准力在WIM传感器的安装地点上被WIM传感器检测为重力；并且其中，将由WIM传感器检测到的重力与所检测到的基准力进行比较；其中，校准路段关于WIM传感器的安装地点的位置由至少一个位置传感器来检测；并且其中，施加器通过驱动单元沿着校准路段行进。在根据本专利技术的方法中，利用位置传感器高精度地检测校准路段关于WIM传感器的安装地点的位置。然后由施加器沿着校准路段将基准力引入到车道中。由此可以高精度地检测校准路段的位置，并因此使得安装在车道中的WIM传感器的安装品质也能够由力传感器和WIM传感器高精度地表征。因此，根据本专利技术的方法能够以毫米精度来检测WIM传感器的安装地点，并使施加器以毫米精度关于WIM传感器的安装地点行进。如果在WIM传感器安装地点的车道表面中存在隆起或凹陷，则这可以由毫米精度的力传感器和WIM传感器来表征并在校准时被认为是这样。在现有技术文献CH702963A1中，借助于GPS信号对校准车辆的地点分辨明显是不准确的。附图说明下面参考附图示例性地对本专利技术进行详细说明。其中：图1以示意图示出了用于校准被安装在车道中的WIM传感器的装置的一种优选的实施方式，WIM传感器在这里沿着行进方向被校准；图2示出了根据图1的装置的示意图，WIM传感器在这里沿着传感器纵向方向被校准；图3以透视图示出了根据图1或图2的装置的一部分，WIM传感器在这里沿着传感器纵向方向被校准；图4以俯视图示出了根据图1至图3的装置的一部分，WIM传感器在这里沿着传感器纵向方向被校准；图5以透视图部分示出了关于根据图1至图4的装置的框架的下部结构对纵向承载件的引导；图6以透视图示出了小车的第一种实施方式的一部分，该小车具有根据图1至图4的装置的宽轮式施加器；图7以透视图示出了小车的第二种实施方式的一部分，该小车具有根据图1至图4的装置的窄轮式施加器；图8以透视图示出了小车的第三种实施方式的一部分，该小车具有根据图1至图4的装置的冲头状施加器；以及图9示出了根据图1至图4的用于校准被安装在车道中的WIM传感器的装置的示意图。其中，附图标记说明如下：1装置2车道3WIM传感器4分析单元5-5″小车9表面轮廓传感器10驱动单元11激励器12力传感器13框架14校准路段15-15″施加器16、16′位置传感器17-17″′立脚18-18″′悬架19气动泵20气动阀21气动调节单元22-22″′干扰力传感器25、25′供电装置26真空泵27真空测量仪28驱动控制单元29启动器30数据检测单元31运算单元110增量传感器131下部结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于校准被安装在车道(2)中的动态称重(WIM)传感器(3)的装置(1)，所述装置(1)具有至少一个力传感器(12)，所述力传感器(12)检测能够用于校准所述WIM传感器(3)的基准力，所述装置(1)具有施加器(15‑15″)，利用所述施加器(15‑15″)能够将所述基准力引入到所述车道(2)中，其特征在于，所述装置(1)具有激励器(11)，所述激励器(11)产生所述基准力；并且所述激励器(11)、所述力传感器(12)和所述施加器(15‑15″)彼此机械连接并且组成一小车(5‑5″)。

【技术特征摘要】
2017.02.28 EP 171582821.一种用于校准被安装在车道(2)中的动态称重(WIM)传感器(3)的装置(1)，所述装置(1)具有至少一个力传感器(12)，所述力传感器(12)检测能够用于校准所述WIM传感器(3)的基准力，所述装置(1)具有施加器(15-15″)，利用所述施加器(15-15″)能够将所述基准力引入到所述车道(2)中，其特征在于，所述装置(1)具有激励器(11)，所述激励器(11)产生所述基准力；并且所述激励器(11)、所述力传感器(12)和所述施加器(15-15″)彼此机械连接并且组成一小车(5-5″)。2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述WIM传感器(3)能够沿着校准路段(14)被校准；并且所述小车(5-5″)沿着所述校准路段(14)行驶。3.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)具有框架(13)，所述框架(13)能够关于所述WIM传感器(3)的安装地点被地点固定地定位；并且所述小车(5-5″)被布置在所述框架(13)中。4.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述框架(3)具有下部结构(131)和纵向承载件(132)；所述下部结构(131)关于所述车道(2)布置在所述纵向承载件(132)下方；所述纵向承载件(132)具有引导轨；并且所述小车(5-5″)在所述引导轨中沿着所述校准路段(14)行驶。5.根据权利要求3或4所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)具有驱动单元(10)；所述驱动单元(10)被紧固在所述纵向承载件(132)上；并且所述驱动单元(10)使所述小车(5-5″)沿着所述校准路段(14)行驶。6.根据权利要求3或4所述的装置(1)，其特征在于，所述下部结构(131)具有多个立脚(17-17″′)，所述下部结构能够利用所述立脚站在所述车道(2)上；并且所述下部结构(131)能够通过所述立脚(17-17″′)与所述车道(2)之间的真空不可移动地被固定在所述车道(2)上；和/或所述下部结构(131)能够通过固定配重不可移动地固定在所述车道(2)上。7.根据权利要求3至6中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)具有至少一个位置传感器(16、16′)；所述位置传感器(16、16′)是能发出可见的光束的光发射器，所述光束能够被投影到所述车道(2)上；并且所述光束在所述车道(2)上的投影限定了所述校准路段(14)的位置。8.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，所述框架(3)具有引导部(133)；所述引导部(133)布置在所述纵向承载件(132)与所述下部结构(131)之间；并且所述纵向承载件(132)能够借助于所述引导部(133)关于所述WIM传感器(3)的安装地点被定位。9.根据权利要求3至8中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)具有至少一个表面轮廓传感器(9)；所述表面轮廓传感器(9)在所述校准路段(14)上检测从所述表面轮廓传感器(9)到所述车道(2)的表面的距离的变化；并且根据在所述校准路段(14)的不同位置上检测到...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·伍霍曼，A·霍夫曼，M·埃施巴赫尔，
申请(专利权)人：基斯特勒控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH