车载自称重方法研究

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1、车载自称重方法研究：针对传统车辆称重装置存在的不足，该文提出了车载自称重系统的总体思路，介绍了利用钢板弹簧变形量测整车质量、基于轮胎状态的车辆载重检测2类方法，通过选用适当的传感器，利用一定的算法计算出车重。该研究对治超限超具有较好的实际应用价值。　　关键词：车辆称重称重传感器治超限超　　0.前言　　对利益的追逐使很多运输人员无视法规,严重超载，对自身和他人人身安全和财产安全造成了严重威胁，也急剧缩短了公路的使用寿命。因此，治理超载运输势在必行。要治理超限，首先就必须对车辆进行超限测量，判断是否超载及超载量。　　1．国内

2、外治超限超状况　　在过去相当长时期内，磅秤一直是车辆超载检查的唯一技术装备，其称重效率低，对车辆正常营运造成了影响，随着超载现象的日趋严重和交通量的增长，这种传统检测手段已难以达到监测的目的。90年代基本上形成了成熟产品即动态的轴重检测装置(otion),可以克服静态磅秤耗时长和应用范围有限等缺点。如今国内在治理超限运输方面，多数采用价格便宜、使用灵活、机动的便携式轴重检测仪。便携式轴重仪的大量应用，大大推动了该行业的发展。　　动态式称重系统只是一种被动治理超载现象的措施，并且受速度（一般小于5或10km/h）等随机因素

3、影响比较大,精度难保证。因此，设计一套不限制车辆正常行驶的高速检测系统，快速、自动地判别超限运输车辆的重要性更显突出。由此本文提出车载式自称重技术。　　2．车载自称重系统总体思路　　该车载式自称重系统作为车辆的一部分，可以适时地采集相关信号，并把该信号传送给处理器，从而得到了车辆自身重量，实现了自动测量，然后通过通信层将该车重量信号传输给相关管理部门，从而实现了对车载超载的智能化远程管理。　　测量部分作为系统的核心部分，可以完成数据采集、A／D转换、数据处理和分析，并通过一定的算法完成车辆自身的计算，并有数据的保存和上传

4、提取功能，对采集和处理过的数据备份保存，以供管理软件使用。该部分实施方案如下：　　(1)对钢板弹簧的结构和性能进行动力学分析、强度刚度计算等，为后续工作提供理论依据；　　(2)通过建模仿真，确定传感器安装位置的受力情况，建立理论标定值表。实验加载测敏感点的实际受力情况，建立试验标定值表；　　(3)对理论和试验标定值表进行数据处理，得到标准标定值表，并储存到特定存储器中；　　(4)测量过程中，将传感器测得的信号与标准标定值表对照，可快速准确地得到车载重量。　　3.测量方法　　常见的测量方法由利用钢板弹簧变形量测载重和基于轮

5、胎状态的检测方法。　　3.1利用钢板弹簧变形量测整车质量　　3.1.1．基于车辆电容称重传感器测量钢板弹簧形变进行称重　　(1)优点：电容称重传感器具有测量电路机械结构简单、抗干扰性好等特点，静态测量时重复性误差及非线性误差较小，动态测量时车辆速度、加速度及振动对测量结果影响较小。利用软件补偿方式进行非线性补偿及迟滞性补偿效果明显，可保证静态称重误差小于2%。　　(2)原理结构:在载荷作用下钢板弹簧产生变形，电容传感器两极板距离发生变化，传感器的电容值也随之变化。利用预先的标定（即传感器电路输出电压值与该轮轴载荷值之间的

6、关系），就可以得到该轮轴的载荷质量。将各轮轴的载荷质量相加便得到整车载荷质量。　　以有两轴的车辆为例，电路框图及电容传感器安装。前后传感器将载荷的变化转变为电容的变化；电容测量电路将电容值转换为电压值；单片机将传感器输出的电压值进行A／D转换，经数据处理后，将载荷值送给数字显示器；当车辆载荷超载时，输出点火控制信号。　　电容上极板部件中包括电容上极板和上屏蔽板，安装在车架下部，左右居中；电容下极板部件包括电容下极板和下屏蔽板，安装在轮轴中部的上方，电容两极板面相对且上下对正，屏蔽板接电容测量线路的地，车辆的每根轮轴上方均

7、安装一套电容传感器。　　3.1.2基于应变式电阻传感器测弹簧钢板形变进行称重　　由于钢板弹簧弦长的变化与车辆的载重成线性关系，可知，钢板弹簧中的一固定小段AB的长度变化也与车辆的载重成线性关系。因此，可通过检测AB的长度变化得到车辆的载重信息，此处长度的变化我们用电阻应变片来检测。　　应变式电阻传感器测得弹簧钢板形变信号，经AD转换模块送入车辆微型计算机处理系统,得载重信息。　　3.2基于轮胎状态的车辆载重测量　　工作原理:通过研究汽车行驶时轮胎载荷与气压、温度之间的关系,建立了三者的数学模型。依靠安装在轮胎内的传感器检

8、测轮胎内部的温度和压力,并判断其是否超出了规定值及超出量，进一步计算出载重。　　前置信号调理电路把微弱的传感器输出信号放大,并滤除其中的噪声,A/D转换电路把来自传感器的模拟信号转换为数字信号,送入单片机进行运算。单片机根据各轮胎压力值等信号,对原始信号进行低通滤波,并使用算法消除由于路面不平度对车辆引起的动载荷影响