專利名稱：計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)模擬信號(hào)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)故障檢測(cè)領(lǐng)域，具體是一種計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)模擬信號(hào) 發(fā)生器，適用于場(chǎng)復(fù)雜工況下的系統(tǒng)故障判斷。
背景技術(shù)：
為了更好保護(hù)公路免受超載車(chē)輛對(duì)橋梁路面和結(jié)構(gòu)的破壞，在各收費(fèi)站的收費(fèi)車(chē) 道上均安裝了稱重設(shè)備，實(shí)行計(jì)重收費(fèi)，此方法對(duì)公路貨運(yùn)車(chē)輛超載的行為進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)， 最大限度減少超載車(chē)輛通過(guò)。目前計(jì)重收費(fèi)動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)安裝在收費(fèi)車(chē)道內(nèi)，由稱重設(shè)備 和計(jì)重管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。在實(shí)際使用過(guò)程中，由于收費(fèi)車(chē)道內(nèi)車(chē)輛集中，尤其是在高峰 時(shí)期，排隊(duì)的車(chē)輛較多，這對(duì)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性要求很高。工作時(shí)不能出現(xiàn)故障或者出 現(xiàn)故障后能迅速解決故障，使設(shè)備恢復(fù)正常，道路保持暢通。目前，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)主要由 維修工人用萬(wàn)能表進(jìn)行故障檢測(cè)，這花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，影響了正常的交通秩序。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)模擬信號(hào)發(fā)生 器，可以快速診斷出收費(fèi)系統(tǒng)的故障，為計(jì)重收費(fèi)設(shè)備快速修復(fù)提供保障。本實(shí)用新型是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)模擬信號(hào)發(fā)生器，其特 征在于包括殼體和裝置在殼體內(nèi)部的模擬信號(hào)發(fā)生電路；所述的模擬信號(hào)發(fā)生電路有左 模擬信號(hào)發(fā)生電路和右模擬信號(hào)發(fā)生電路；所述的左模擬信號(hào)發(fā)生電路包括由電阻Rl R4構(gòu)成的惠斯通電橋，在惠斯通電橋的一個(gè)橋臂上串聯(lián)若干使惠斯通電橋輸出不同強(qiáng)度差 分電壓信號(hào)的電阻，每個(gè)電阻兩端各并聯(lián)一開(kāi)關(guān)；所述的右模擬信號(hào)發(fā)生電路包括由電阻 R8 Rll構(gòu)成的惠斯通電橋，在惠斯通電橋的一個(gè)橋臂上串聯(lián)若干使惠斯通電橋輸出不同 強(qiáng)度差分電壓信號(hào)的電阻，每個(gè)電阻的兩端各并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)；所述的模擬信號(hào)發(fā)生電路還 包括開(kāi)關(guān)Kl和K2，K1 一端和+12V電源連接，另一端接外部光柵信號(hào)，Κ2 —端和+12V電源 連接，另一端接外部線圈信號(hào)。工作原理是通過(guò)內(nèi)部電路和外部若干開(kāi)關(guān)的配合模擬稱重傳感器稱重信號(hào)、光 柵觸發(fā)信號(hào)、線圈觸發(fā)信號(hào)。通過(guò)外部若干開(kāi)關(guān)的一系列動(dòng)作，在斷開(kāi)外部所有信號(hào)輸入的 情況下，可以使控制系統(tǒng)產(chǎn)生完整的車(chē)輛稱重?cái)?shù)據(jù)。本實(shí)用新型的有益效果是該模擬信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，由于斷開(kāi)了需要 診斷的外部信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備，使用模擬信號(hào)的方式替代現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，可以即刻判斷出被測(cè)設(shè)備 是否存在故障，從而縮短現(xiàn)場(chǎng)故障檢修時(shí)間，減少收費(fèi)車(chē)道車(chē)輛排隊(duì)情況。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型模擬信號(hào)發(fā)生電路原理圖；圖2是本實(shí)用新型外觀圖；[0010]圖3是具體實(shí)施圖。圖中1、收費(fèi)島；2、線圈；3、左稱重傳感器；4、光柵傳感器；5、控制柜；6、輪檢器； 7、右稱重傳感器。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，模擬信號(hào)發(fā)生電路包括左模擬信號(hào)發(fā)生電路和右模擬信號(hào)發(fā)生電 路。電阻Rl R7、開(kāi)關(guān)K1L、K2L和K3L構(gòu)成左模擬信號(hào)發(fā)生電路。其中Rl R4構(gòu)成惠斯 通電橋，電阻Rl、R3、R4、R2順序連接。為了讓惠斯通電橋輸出強(qiáng)度不同的差分電壓信號(hào)， 模擬不同重量的車(chē)輛軸重信息，在惠斯通電橋電阻Rl橋臂上串聯(lián)3只電阻R5、R6、R7，R5 的兩端并聯(lián)開(kāi)關(guān)K1L，R6的兩端并聯(lián)開(kāi)關(guān)K2L，R7的兩端并聯(lián)開(kāi)關(guān)K3L。電阻R1、R2的公共 端和電阻R3、R4的公共端和+IOV電源連接，電阻Rl、R5的公共端和電阻R2、R4的公共端 各引出一根線，分別和左稱重傳感器的正、負(fù)輸出端連接。電阻R8 R14、開(kāi)關(guān)K1R、K2R和 K3R構(gòu)成右模擬信號(hào)發(fā)生電路。其中R8 Rll構(gòu)成惠斯通電橋，電阻R8、R10、R11、R9順序 連接。為了讓惠斯通電橋輸出強(qiáng)度不同的差分電壓信號(hào)，模擬不同重量的車(chē)輛軸重信息，在 惠斯通電橋中電阻R8橋臂上串聯(lián)3只電阻R12、R13、R14，電阻R12的兩端并聯(lián)開(kāi)關(guān)K1R， 電阻R13的兩端并聯(lián)開(kāi)關(guān)K2R，電阻R14的兩端并聯(lián)開(kāi)關(guān)K3R。電阻R8、R9的公共端和電阻 RIO,Rll的公共端和+IOV電源連接，電阻R8、R12的公共端和電阻R9、R11的公共端各引出 一根線，分別和右稱重傳感器的正、負(fù)輸出端連接。另外開(kāi)關(guān)K2，Kl的一端和+12V電源連 接，另一端分別接線圈信號(hào)和光柵信號(hào)。該模擬信號(hào)發(fā)生器工作流程為1、閉合開(kāi)關(guān)K2，信號(hào)發(fā)生器會(huì)輸出和線圈控制器一致的觸發(fā)電平，模擬線圈觸發(fā) 信號(hào)；2、閉合開(kāi)關(guān)K1，信號(hào)發(fā)生器會(huì)輸出和光柵控制器一致的觸發(fā)電平，模擬光柵觸發(fā)
信號(hào)；3、閉合開(kāi)關(guān)K1L，閉合開(kāi)關(guān)K1R，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1L，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1R，信號(hào)發(fā)生器會(huì)輸出第 一組模擬稱重的差分信號(hào)；閉合開(kāi)關(guān)K2L，閉合開(kāi)關(guān)K2R，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K2L，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K2R ；信號(hào) 發(fā)生器會(huì)輸出第二組模擬稱重的差分信號(hào)；4、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K2，模擬線圈釋放信號(hào)；5、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1，模擬光柵釋放信號(hào)；通過(guò)以上開(kāi)關(guān)的一系列動(dòng)作，在斷開(kāi)外部所有信號(hào)輸入的情況下，可使控制系統(tǒng) 產(chǎn)生完整的車(chē)輛稱重?cái)?shù)據(jù)。K1L、K2L、K3L模擬左稱重傳感稱重信號(hào)，KIR、K2R、K3R模擬右 稱重傳感器稱重信號(hào)。該模擬信號(hào)發(fā)生電路利用模擬稱重傳感器的工作方式，采用惠斯通電橋橋臂平衡 原理，輸入輸出電阻和稱重傳感器一致，四個(gè)橋臂其中三個(gè)橋臂電阻值固定，第四個(gè)橋臂的 阻值是可變的，橋臂阻值的變化導(dǎo)致輸出信號(hào)強(qiáng)度變化，變化范圍控制在稱重傳感器滿量 程輸出信號(hào)強(qiáng)度范圍內(nèi)。以左稱重傳感器模擬信號(hào)發(fā)生電路為例，為了精確控制信號(hào)輸出 的大小，在第四個(gè)橋臂(電阻Rl橋臂)上串聯(lián)了三個(gè)高精度的電阻R5、R6、R7，電阻R5、R6、 R7的兩端分別并聯(lián)開(kāi)關(guān)K1L、K2L、K3L，在三個(gè)開(kāi)關(guān)K1L、K2L、K3L均斷開(kāi)的情況下，惠斯通 電橋處于平衡狀態(tài)，閉合不同的開(kāi)關(guān)，電橋會(huì)不同程度的失去平衡，在外部車(chē)道控制器提供 的左傳感器激勵(lì)電壓作用下，從而輸出強(qiáng)度不同的差分電壓信號(hào)，模擬不同重量的車(chē)輛軸
4重信息。同時(shí)配合K2(模擬線圈觸發(fā)信號(hào))、K1(模擬光柵觸發(fā)信號(hào))兩個(gè)開(kāi)關(guān)，可以模擬 完整的過(guò)車(chē)稱重流程。右稱重傳感器模擬信號(hào)發(fā)生電路的工作原理和左稱重傳感器模擬信 號(hào)發(fā)生電路的工作原理一樣。如圖2所示，外殼上面安裝開(kāi)關(guān)1(11^、1(21^、1(31^、1(11 、1(21 、1(31 、1(2和1(1。開(kāi)關(guān)配合 模擬信號(hào)發(fā)生電路可以模擬外部稱重傳感器稱重信號(hào)、光柵觸發(fā)信號(hào)、線圈觸發(fā)信號(hào)。為了 使該模擬信號(hào)發(fā)生器使用起來(lái)更方便，從模擬信號(hào)發(fā)生電路引出三根線做成三頭(PI、Ρ2、 Ρ3)插件。如圖1和圖2，開(kāi)關(guān)Κ2，Κ1接外部信號(hào)那一端連接到Ρ1，電阻R1、R5的公共端和 電阻R2、R4的公共端分別引出一根線連接到P2，電阻R8、R12的公共端和電阻R9、R11的公 共端分別弓I出一根線連接到P3。如圖3所示，箭頭所示為車(chē)輛行駛方向。通過(guò)引出線纜的接插件連接在計(jì)重收費(fèi) 控制器的信號(hào)接口上，替代現(xiàn)場(chǎng)的各輸入信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，開(kāi)啟收費(fèi)島 1前的欄桿機(jī)，車(chē)輛依次進(jìn)入。車(chē)輛進(jìn)入線圈2感應(yīng)區(qū)域，當(dāng)車(chē)頭遮擋住紅外線車(chē)輛分離器 時(shí)，啟動(dòng)稱重流程，左稱重傳感器3、右稱重傳感器7和光柵傳感器4對(duì)通過(guò)的車(chē)軸進(jìn)行檢 測(cè)，即稱量重量、判斷單雙輪、軸型、速度、軸距，而輪檢器6為識(shí)別車(chē)輛單雙輪胎并且可獨(dú) 立工作的設(shè)備。當(dāng)車(chē)輛尾部離開(kāi)線圈感應(yīng)區(qū)域，即離開(kāi)紅外線車(chē)輛分離器后，一次工作結(jié) 束。經(jīng)設(shè)在控制柜5中的中心控制器處理計(jì)算，形成稱重系統(tǒng)所需的完整的車(chē)輛稱重信息， 包括車(chē)輛的軸重、軸組重、整車(chē)重、軸型、車(chē)型、車(chē)速、車(chē)輛超限標(biāo)志、時(shí)間等信息數(shù)據(jù)，經(jīng)通 訊線路上傳給收費(fèi)計(jì)算機(jī)。由收費(fèi)計(jì)算機(jī)通過(guò)軸重計(jì)算出相應(yīng)的費(fèi)率，收取通行費(fèi)。假設(shè) 系統(tǒng)出現(xiàn)故障，用該發(fā)生器檢測(cè)故障點(diǎn)。首先斷開(kāi)系統(tǒng)外部設(shè)備，接入信號(hào)發(fā)生器，按照正 常工作流程1、觸發(fā)1(2;2、觸發(fā) Kl;3、配合使用 K1L、K2L、K3L、K1R、K2R、K3R，模擬過(guò)車(chē)信號(hào)；4、斷開(kāi)1(2;5、斷開(kāi) Kl。若系統(tǒng)恢復(fù)工作，則判斷為外圍設(shè)備故障；如果系統(tǒng)無(wú)法恢復(fù)工作，則為設(shè)備控制 器故障。在判斷為外部設(shè)備故障情況下，用信號(hào)發(fā)生器逐個(gè)模擬線圈、光柵、稱重傳感器信 號(hào)，當(dāng)某一個(gè)外部設(shè)備被替代后系統(tǒng)恢復(fù)工作，則可判定此外部設(shè)備存在故障。通過(guò)以上方法，使用此模擬信號(hào)發(fā)生器可實(shí)現(xiàn)迅速準(zhǔn)確判斷現(xiàn)場(chǎng)故障，從而提高 現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的工作效率，節(jié)省維護(hù)成本。
權(quán)利要求一種計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)模擬信號(hào)發(fā)生器，其特征在于包括殼體和裝置在殼體內(nèi)部的模擬信號(hào)發(fā)生電路；所述的模擬信號(hào)發(fā)生電路有左模擬信號(hào)發(fā)生電路和右模擬信號(hào)發(fā)生電路；所述的左模擬信號(hào)發(fā)生電路包括由電阻R1～R4構(gòu)成的惠斯通電橋，在惠斯通電橋的一個(gè)橋臂上串聯(lián)若干使惠斯通電橋輸出不同強(qiáng)度差分電壓信號(hào)的電阻，每個(gè)電阻兩端各并聯(lián)一開(kāi)關(guān)；所述的右模擬信號(hào)發(fā)生電路包括由電阻R8～R11構(gòu)成的惠斯通電橋，在惠斯通電橋的一個(gè)橋臂上串聯(lián)若干使惠斯通電橋輸出不同強(qiáng)度差分電壓信號(hào)的電阻，每個(gè)電阻的兩端各并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)；所述的模擬信號(hào)發(fā)生電路還包括開(kāi)關(guān)K1和K2，K1一端和+12V電源連接，另一端接外部光柵信號(hào)，K2一端和+12V電源連接，另一端接外部線圈信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)模擬信號(hào)發(fā)生器，其特征在于在所述左模擬 信號(hào)發(fā)生電路中惠斯通電橋Rl的橋臂上串聯(lián)使惠斯通電橋輸出不同強(qiáng)度差分電壓信號(hào)的 3只電阻R5、R6和R7，R5兩端并聯(lián)有開(kāi)關(guān)K1L，R6兩端并聯(lián)有開(kāi)關(guān)K2L，R7兩端并聯(lián)有開(kāi)關(guān) K3L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)模擬信號(hào)發(fā)生器，其特征在于在所述右模擬 信號(hào)發(fā)生電路中惠斯通電橋R8的橋臂上串聯(lián)有使惠斯通電橋輸出不同強(qiáng)度差分電壓信號(hào) 的3只電阻R12、R13、和R14，電阻R12兩端并聯(lián)有開(kāi)關(guān)K1R，電阻R13兩端并聯(lián)有開(kāi)關(guān)K2R， 電阻R14兩端并聯(lián)有開(kāi)關(guān)K3R。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)模擬信號(hào)發(fā)生器，涉及動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)故障檢測(cè)領(lǐng)域。該發(fā)生器由殼體，安裝在殼體內(nèi)部的模擬信號(hào)發(fā)生電路，安裝在殼體表面的開(kāi)關(guān)組成，模擬信號(hào)發(fā)生電路是模擬稱重傳感器工作方式，采用惠斯通電橋橋臂平衡原理。四個(gè)橋臂其中三個(gè)橋臂電阻值固定，第四個(gè)橋臂的阻值是可變的，橋臂阻值的變化導(dǎo)致輸出信號(hào)強(qiáng)度變化，開(kāi)關(guān)配合模擬信號(hào)發(fā)生電路可以模擬完整的過(guò)車(chē)稱重流程。通過(guò)引出線纜的接插件連接在計(jì)重收費(fèi)控制器的信號(hào)接口上，替代現(xiàn)場(chǎng)的各輸入信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備。本實(shí)用新型的有益效果是信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，排查問(wèn)題迅速有效，可縮短現(xiàn)場(chǎng)故障檢修時(shí)間，減少收費(fèi)車(chē)道車(chē)輛排隊(duì)情況。
文檔編號(hào)G01G23/01GK201622109SQ201020113958
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者劉飛, 張洪濤, 李世海, 王華君 申請(qǐng)人:徐州派特控制技術(shù)有限公司