动静两用高精度轴计量式电子汽车衡制造技术

本实用新型专利技术是一种动、静态两用高精度轴计量式电子汽车衡，属于电子称量计量领域。它主要是由：过渡部分，限位器装置、传感器联接装置和称重控制仪表组成，其中，限位器装置是由：限位架、关节轴承、铰链，左、右限位杆，左、右旋锁母，开口销和限位座连接构成，传感器联接装置主要由传感器，上、下压头，钢球，固定圈，调节螺母和锁紧螺母连接构成，称重控制仪表主要是由：放大滤波电路，Ａ／Ｄ转换器，ＣＰＶ中央处理器，显示器，操作键，打印机，存贮器等构成。本实用新型专利技术由于采用轴计量式汽车衡，其成本低，而且计量精度高，具有广泛的市场前景。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种动静态两用高精度轴计量式电子汽车衡，属于电子称重计量领域。目前国际上通常采用的汽车称重计量方式为“整车静态计量和整车动态计量”两种。前者精度为0.1％，后者为0.2％。这两种产品的技术在我国已经成熟，正在广泛地使用。另外，作为监测和调查用的低精度汽车称重设备一(便携式)动态轴重仪和轮重仪等也已在一些国家的交通和公路监理部门采用，但由于其精度太低(百分级)，不能作为标准计量器具使用。整车计量式汽车衡由于成本高，价格贵，一般的中小型用户很难接受，而我国最大的市场正是这些中小用户。同时，整车式汽车衡对于生产厂家来说利润也不多。因此，近年来国内一些衡器厂从“静态”计量着手，发展一些成本很低的轴计量式汽车衡，并取得了一定的成功。但静态轴计量式汽车衡必须每轴停下对位计量，工作起来很不方便，对于货流量较大的用户更是无法满足使用需要。因此，能不停车计量的“动态轴计量式汽车衡”就是十分需要和理想的产品。动态轴计量式汽车衡最主要的问题是计量精度问题。由于汽车在行驶过程中各轴重量有转移，加上汽车水平冲击力和振动等因素对重量信号的影响，计量精度很难提高，一般为1％左右。本技术的目的就是针对上述缺陷，提供了一种动静态两用的轴计量式汽车称重设备，其动态轴计量精度可达0.2％——0.3％FS。静态精度0.1％。本技术的目的是这样实现的它主要是由过渡部分，限位器装置，传感器联接装置和动态称重仪表组成，其中过渡部分主要是由引路，过渡基础，过渡胶带，基础框架，调整垫板和秤台组成。在秤台两侧开槽安装过渡胶带，使秤台与基础框架之间无缝隙。秤台面与框架整体安装好后，再进行二次浇铸基础，保证秤台面与框架和过渡基础在同一水平面上，从而减少了车轮上秤台时的冲击振动。限位器装置的两端分别固定在秤台支架上和基础框架上。限位器装置由限位架，关节轴承，铰链，左限位杆，左旋锁母，调节螺母，右旋锁母，右限位杆，开口销和限位座连接构成。传感器连接装置安装在秤台下面，它主要是由称重传感器、上压头、下压头、复位钢球、固定环、调节螺母和锁紧螺母连接组成。动态称重仪表主要是由电源、基准供桥源、放大电路、模拟波滤电路、A/D转换器、数字滤波器、存储器、CPU中央处理器、驱动器、显示器、打印机等组成。本技术主要工作原理传统的整车计量式动态汽车衡秤体很大，其长度一般大于所计量汽车1.5米以上，在12～18米之间，称重台面由一组(4～6只)称重传感器支承。当汽车驶过台面时，汽车全部重量压在秤台上有1.5米的行驶距离，这一段即为重量采样区，汽车的重量信号通过秤台和传感器送到动态称重仪表，经过放大、滤波、模/数转换及平滑处理后变为重量值显示并打印出。与整车式不同，轴计量式汽车衡是采用分解计量的方式，分别对汽车各轴的重量单独计量，然后自动计算出总重量。因为在理想状态下，汽车的总重量等于其各轮轴所传递的重量之和。轴计量式汽车衡正是基于这一理论研制出的。其秤台由四只传感器支承，横向尺寸大于汽车宽度，行车方向尺寸尽为0.95米左右，只能使单轴压在上面，总体重量不到1吨。前后路面与秤台上面水平且等高。当汽车以3～5公里/小时的速度驶过台面时，各轴的重量便依此被计量出，然后由专用动态称重仪表对采样数据进行处理，并自动计算出总重量(见图1)送显打印。铰链式双向可调限位器(如图2所示)的各铰接处都装有关节轴承，在垂直方向活动灵活。两安装架分别固定在秤台支架和基础框架上，中间是调节螺杆。该限位器能有效地约束限制水平方向的力，但对垂直方向的力无任何约束，因此不影响重力的传递。此外，采用“关节式双球面浮动柱限位器”效果也很理想。第二个措施是在传感器受力点处设计了一套球面自复位机构(如图3所示)。上、下压头为球碗形，中间含一钢球。上压头与传感器的连接带有螺纹调节和锁死机构，以便调节各传感器的受力，使其一致。这种结构可使传感器的受力点处水平方向有一定自由度，因此水平冲击力不会作用到传感器上，传感器只能接收到垂直方向的力(即重力)。同时上、下压头的球面使钢球在重力作用下总能回复到最低点位置，因此它具有良好的复位能力，保证了传感器的受力点不变，这对传感器准确地接受与传递重力信号是十分重要的。为减少和消除机械振动的影响，除了在机械设计上采用过渡胶板等方法减小振动外，重点还将采取如下措施从实验收取的波形可以知道，各种振动反应出的干扰有高频、中频和低频的，其中高、中频干扰可通过模拟和数字滤波除去。低频部分最难处理，这是因为动态轴计量的计量时间较短，一般不能收到完整的低频周期，所以在秤台设计时应尽量使其以高或中频形式出现。如在秤台刚度设计时，不能只根据载荷计算强度和刚度，应使其固有频率高一些，取15～20Hz以上。限位器在保证重力传递不受影响的前提下，使秤台在水平方向的活动间隙尽量小些，这样能使水平冲击力转变出的振动以高频反应出。正常的动态重量采样波形如图4-a所示，首先通过仪表硬件对其进行模拟滤波，因硬件滤波如滤得太狠会使信号失真，所以只用其滤去高频部分。经模拟滤波的波形如图4-b所示，这时已消除了高频干扰。第二步是对其进行第一级数字滤波，这一级滤波在常规处理中是没有的，具体方式为采用比常规方式高5倍左右的采样速率收数，即每1～2ms一个点，中断方式采样，然后将10个采样值作为一组进行平均，将其作为一个有效数，即；a1=(a1+a2+……a10)/10；a2(a11+a12+……a20)/10……这样再由a1,a2,a3……连接起来的曲线就较光滑且不失真，经此处理后的实际波形就如图4-C所示，这样就可滤去信号中的中频干扰。汽车运行时各轴重量转移产生的是低频率干扰，这是最难处理的，图5是经前面各级处理后的重量信号波型，按常规的方法，是采用正跳变判来车，负跳变判收尾(单轴)，并取a0～an段为有效区间。从图中可看出，着一区间内的信号波型由于各轴重量转移等因素产生的低频干扰，波形无规律，离散性较大，这是造成动态轴计量精度较低的主要原因之一。那么如何解决这一问题呢？通过认真的分析，我们发现第一个低频振动的上半个周期总是较规律，离散性虽不小，但其均值却几乎都相同(相同重量的汽车在不同速度下)。因此取该区间(图中ai～aj)为有效区间，将ai～aj内的各有效采样值进行多次滚动平滑(第二级数字滤波处理)，然后求出平均值，该值重复性好，经动态增益修正后就可得到相当准确的计量值。采用这种数据处理处理方法，效果十分理想。在判别上仍以正跳变沿为基准比较可靠，并可用a0～an间的采样值及规定的采样速率来计算车速，轴距或判车型。通过采取上述各技术措施，可使轴计量式汽车衡的动态计量精度有一个较大的提高。本技术的优点在于由于轴计量式汽车衡的成本远远低于整车式汽车衡，而且有较高的计量精度，因此具有广阔的市场前景。 附图说明图1是本技术称重仪表的电路框图及使用状态示意图图2是本技术限位器装置结构示意图图3是本技术传感器连接调整机构示意图图4a～4c是本技术采样信号滤波处理方法示意图图5是本技术多次过车波形分析图下面用结构附图和实施例对本技术作进一步细述如图1所示，当汽车的重量通过秤台传递到传感器，传感器将力信号转换成电信号送到动态称重仪表，经过放大，滤波、A/D转换和处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动静态两用高精度轴计量式电子汽车衡，主要是由：限位装置，传感器联接装置和称重控制仪表组成，其特征在于：ａ：称重控制仪表主要是由接线盒，放大滤波电路，Ａ／Ｄ转换器，ＣＰＵ中央处理器，显示器、存贮器、打印机，供桥源连接构成；ｂ：限位 装置中，两铰链４和１１都装有关节轴承３，限位架２和限位座口分别固定在秤台支架１和基础框架１３上，左限位杆５与铰链４相连接，调节螺母７分别与左、右限位杆５和９连接，调节螺母７的左、右分设有旋锁母６和８，开口销１０设在铰链１１处；ｃ．传感器 联接装置中，传感器１６安装在秤台２１的下面，并用固定螺栓１４和１４′固定，上、下压头１８、２０为球碗形，中间含一钢球１９，上压头１８与传感器１６的联接处设有调节母１７和锁紧母１５，在下压头２０的两端还设有固定圈２２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱枫林，
申请(专利权)人：朱枫林，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]