專利名稱：動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量行駛的動(dòng)態(tài)車輛輪胎受力，并計(jì)算相應(yīng)靜態(tài)車輛重量從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、不停車計(jì)量設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了維護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全，保護(hù)公路完好暢通，嚴(yán)格限制超限運(yùn)輸車輛迫在眉睫，勢(shì)在必行。動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)是交通執(zhí)法理想的設(shè)備，同時(shí)，它能廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)交通調(diào)查、收費(fèi)系統(tǒng)、交通安全管理，產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，并可推廣應(yīng)用于工礦企業(yè)、海關(guān)、港口、碼頭、廢料站等載貨車輛的監(jiān)測(cè)和管理。動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)應(yīng)用面很廣，國(guó)內(nèi)外的研究部門和企業(yè)都已研制生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)研制出的動(dòng)態(tài)車輛稱重系統(tǒng)，其軸重誤差為士5％-10％，在某些場(chǎng)合不能滿足要求。因此迫切需要研制生產(chǎn)測(cè)量精確度較高的動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
此動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的主要功能是測(cè)量行駛的動(dòng)態(tài)車輛輪胎受力，并計(jì)算相應(yīng)靜態(tài)車輛重量，它主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微處理器系統(tǒng)及LCD、打印機(jī)等構(gòu)成，用來(lái)測(cè)量在特定地點(diǎn)、特定時(shí)間行駛車輛的輪胎受力，計(jì)算車輛的軸重，正確判別軸數(shù)，輪胎個(gè)數(shù)、行駛速度等有關(guān)參數(shù)，并處理、顯示、打印和存儲(chǔ)這些信息，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、不停車計(jì)量。與靜態(tài)稱重系統(tǒng)相比較，動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)可獲得較高的檢測(cè)效率，并可節(jié)約大量的人工費(fèi)用。我們研制的裝置是一種可移動(dòng)的稱重系統(tǒng)，用于車輛低速行駛(＜15km/h)時(shí)獲取車輛車軸負(fù)荷及總重。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在稱重板內(nèi)放置一組稱重傳感器和一組加速度傳感器，將它們的測(cè)量值分別采集到微計(jì)算機(jī)中，加速度傳感器的測(cè)量值是振動(dòng)信號(hào)，稱重傳感器的測(cè)量值減去加速度傳感器的測(cè)量值是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值，對(duì)這個(gè)值進(jìn)行處理，可以得到一個(gè)精確的靜態(tài)重量。
數(shù)據(jù)處理的方法是對(duì)采樣值a1、a2、……、an進(jìn)行排序，去掉n/4個(gè)較小的采樣值和n/4個(gè)較小的采樣值。保留n/2個(gè)采樣值，設(shè)為b1、b2、……bm(m＝n/2)。
求b1、b2、……bm的平均值，設(shè)為b。
求b1-b＝c1、b2-b＝c2、……、bm-b＝cm，對(duì)c1、c2、……、cm進(jìn)行排序。
在c1、c2、……、cm中找到n/4個(gè)較小值c1′、c2′、……、cp′(p＝n/4)，再找到與c1′、c2′、……、cp′對(duì)應(yīng)的b1′、b2′、……、bp′。
求b1′、b2′、……、bp′的平均值，設(shè)為b′，即為所求值。
本實(shí)用新型的有益效果是，它可以以較快的速度測(cè)量車輛車軸負(fù)荷及總重，而且在動(dòng)態(tài)稱重的同時(shí)，能夠不受車型的影響，不用在每一次測(cè)量過(guò)程中對(duì)每一種車型進(jìn)行分析處理，從而更加準(zhǔn)確簡(jiǎn)便。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是信號(hào)放大與偏置電路圖圖3是稱重傳感器信號(hào)曲線圖。
圖4是加速度傳感器信號(hào)曲線圖。
圖5是處理后的信號(hào)曲線圖具體實(shí)施方式
系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，壓力傳感器、加速度傳感器、信號(hào)放大與偏置電路、A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成前向通道，LCD顯示器、打印機(jī)、鍵盤、計(jì)算機(jī)構(gòu)成人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)，存儲(chǔ)部分包括程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、追加程序存儲(chǔ)器。數(shù)字電路主要包括主機(jī)80C31，程序存儲(chǔ)器27C256，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264，追加程序存儲(chǔ)器DS1230，A/D轉(zhuǎn)換器ADS7832，模擬開(kāi)關(guān)4051，RS-232C電平轉(zhuǎn)換器芯片MAX238以及LCD接口電路和鍵盤接口電路。
當(dāng)汽車通過(guò)稱重板時(shí)，稱重傳感器和加速度傳感器的分別把重量值和振動(dòng)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，再通過(guò)放大器送到A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進(jìn)行處理，把處理結(jié)果作為動(dòng)態(tài)稱重重量送到LCD上顯示出來(lái)，同時(shí)將數(shù)據(jù)送入打印機(jī)上打印出來(lái)，也可將數(shù)據(jù)通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)和RS-232C電平轉(zhuǎn)換器送入計(jì)算機(jī)中儲(chǔ)存起來(lái)或進(jìn)一步進(jìn)行處理。
信號(hào)放大與偏置電路如圖2所示，由于傳感器出來(lái)的電信號(hào)為負(fù)值，首先將此信號(hào)通過(guò)反相器變?yōu)檎担俳?jīng)信號(hào)放大與偏置電路送入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，通過(guò)調(diào)整可變電阻器的阻值改變信號(hào)的零點(diǎn)和線性度，在模擬輸入端加兩個(gè)二極管分別接到+5V和-5V，使送入A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)的絕對(duì)值不大于5.5V，保護(hù)A/D轉(zhuǎn)換器不受損壞。
當(dāng)汽車以一定速度通過(guò)稱重板時(shí)，一只輪胎通過(guò)稱重板的時(shí)間為0.1s，在這段時(shí)間內(nèi)稱重傳感器采樣200個(gè)點(diǎn)，可以得到采樣值(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系曲線，如圖3所示，加速度傳感器也采樣200個(gè)點(diǎn)，可以得到采樣值(a)與時(shí)間(t)的關(guān)系曲線，如圖4所示，稱重傳感器的測(cè)量值減去加速度傳感器得到的信號(hào)曲線圖如圖5，這是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的信號(hào)，對(duì)這個(gè)值進(jìn)行處理，可以得當(dāng)一個(gè)精確的靜態(tài)重量。
另外，按以上算法求出的稱重值要進(jìn)行噸位修正和速度修正，消除傳感器非線性和汽車通過(guò)速度不同帶來(lái)的影響。
權(quán)利要求一種動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，其特征是在稱重板內(nèi)放置一組稱重傳感器和一組加速度傳感器，將它們的測(cè)量值分別采集到計(jì)算機(jī)中，加速度傳感器的測(cè)量值是振動(dòng)信號(hào)，稱重傳感器的測(cè)量值減去加速度傳感器的測(cè)量值是一個(gè)穩(wěn)定值，對(duì)這個(gè)值進(jìn)行處理，可以得到一個(gè)精確的靜態(tài)重量。
專利摘要一種動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，主要功能是測(cè)量行駛的動(dòng)態(tài)車輛輪胎受力，并計(jì)算相應(yīng)靜態(tài)車輛重量，用來(lái)測(cè)量在特定地點(diǎn)、特定時(shí)間行駛車輛的輪胎受力，計(jì)算車輛的軸重，正確判別軸數(shù)，輪胎個(gè)數(shù)、行駛速度等有關(guān)參數(shù)，并處理、顯示、打印和存儲(chǔ)這些信息，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、不停車計(jì)量。與靜態(tài)稱重系統(tǒng)相比較，動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)可獲得較高的檢測(cè)效率，并可節(jié)約大量的人工費(fèi)用。在稱重板內(nèi)放置一組稱重傳感器和一組加速度傳感器，將它們的測(cè)量值分別采集到微計(jì)算機(jī)中，加速度傳感器的測(cè)量值是振動(dòng)信號(hào)，稱重傳感器的測(cè)量值減去加速度傳感器的測(cè)量值是一個(gè)穩(wěn)定值，用特殊的數(shù)據(jù)處理方法對(duì)這個(gè)值進(jìn)行處理，可以得當(dāng)一個(gè)精確的靜態(tài)重量。本實(shí)用新型的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)摘要附圖。
文檔編號(hào)G01G19/03GK2653465SQ0228777
公開(kāi)日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者魏魯原 申請(qǐng)人:魏魯原, 伍斌, 崔霞