軸重式100噸電子地磅方案

前序

 100噸電子地磅 是各種礦業 、鋼鐵企業 、港口部門普遍使用的計量用具 。這些部門吞吐量大 ， 稱量義務重 ， 所以疾速高效是對所用 100噸電子地磅 的根本要求 。其次 ， 造價廉價 ， 維修和調整方便 ， 結構復雜等也是閤理的要求 。正是爲瞭滿足這種需求 ， 靜態 100噸電子地磅 在最近幾年開展較快 。但大多都是整車計量方式 。假定汽車以lOkm/h的速度經過 100噸電子地磅  ， 假如要求汽車至多在稱臺麵的工夫爲0.5s ， 那麼整車計量方式的靜態汽車衡臺麵長度至多應爲整車長度再加1.5m 。這樣的 100噸電子地磅 當然是一個龐然大物 ， 大大添加瞭工程造價和佔空中積 。所以靜態 100噸電子地磅 的開展方嚮該當是軸計重方式 。以後使用中的 100噸電子地磅 多種多樣 ， 功用和原理也各不相反 。但大多或許構造復雜 ， 價錢較貴；或許構造復雜但存在計量缺陷 ， 容易漏檢 。作者經過比擬多種 100噸電子地磅 和機器式 100噸電子地磅 後 ， 提齣一種舊式汽車衡方案 。該方案構造復雜 ， 算法新穎 ， 具有一定的適用價值 。

一 、設計理念

以三軸汽車爲例停止剖析 ， 由力學原理可知 ， 汽車的總分量等于各個輪對的壓力之和 ， 即G=F1+F2+F3 。

所以 ， 我們隻需測量齣汽車的各個輪對的壓力就可以算齣汽車的總分量 。正是基于這個原理 ， 設計瞭以下方案 。

1 ：硬件配置

圖中的光電傳感器是用來檢測有無車輛經過 100噸電子地磅 源發射齣的光投射到光電傳感器上 。光電傳感器承受到光後 ， 發生一個高電壓信號Uk=l 。Uk經過縮小後傳到非門電路上 。由于非門電路的反嚮作用 ， 輸入一個低電壓信號Uc=0 。當單片機承受到Uc-0時 ， 迴絕承受壓力信號的輸齣 。

當有車輛經過時 ， 光源收迴的光被隔斷 。光電傳感器承受不到光 ， 輸入爲低電壓信號Uk=0 。這時 ， 非門電路輸入爲高電壓信號Uc=l 。單片機承受到這個高電壓信號後 ， 開端承受輸齣的壓力信號 。

當汽車的輪對經過 100噸電子地磅 梁時 ， 壓力傳感器測量齣相應的壓力信號n ， ￡2 ， f3 。壓力信號是十分微弱的模仿電信號 ， 所以要經過縮小器縮小 ?？s小後的模仿信號經過A/D轉換器轉換成數字信號後傳輸到單片機 。由于壓力信號是延續的信號 ， 所以單片機首先對其停止信號采樣 ， 然後經過濾波 ， 再選齣恰當的值作爲車軸的壓力 。車軸的壓力就等于fl ， f2 ， B之和 ， 即F-fl+f2+f^把F的值順次保管到變量FI 、F2 、F3中 ：

當汽車經過後 ， 光源收迴的光又投射到光電傳感器上 。這時 ， 光電傳感器又輸入高電壓信號 ， 非門輸入高壓信號 。單片機承受到這個高壓信號後 ， 中止承受壓力信號的輸齣 ， 并把後麵的FI 、F2 、F3停止求和 。汽車的總分量就等于各個輪對的壓力之和 。把後果輸入到屏幕和打印機 。

2 ：軟件配置

本順序的總體思想就是當車軸經過稱臺麵時 ， 對其壓力信號停止采樣 。先過濾掉車輪剛剛進人稱臺階段的壓力信號 ， 保存車輪顛簸經過稱臺時的壓力信號 ， 然後又過濾掉車輪分開稱臺階段的壓力信號 。對保存的壓力信號求均勻值 ， 這個均勻值就是車軸的壓力 。最初把一切車軸的壓力圖和 ， 就失掉整車的分量 。

本順序之所以采用光電傳感器送來的信號作控製信號 ， 就是爲瞭控製牢靠 ， 防止誤操作 。要求T大于一個閥值 ， 是爲瞭防止在車輪還未經過稱臺時 ， 稱臺自身的震動或誤差發生的壓力信號被單片機承受 ， 誤當作是車軸的壓力信號 。要求壓力信號的絕對變化率小于一個檢測值 ， 是爲瞭過濾掉車輪進人或加入稱臺階段的壓力信號 。由于這兩個階段壓力信號急劇變化 ， 不能反映車軸的真實壓力 。

由于計算時隻保存車輪顛簸經過稱臺時的壓力信號 ， 所以要求汽車的經過速度不能太快 ， 要有一段在稱臺上顛簸運轉的工夫 。以稱臺麵長1.5m爲例 ， 假定稱臺及壓力傳感器的呼應工夫爲0.5s ， 采樣週期爲2ms,假如要求至多采樣500個 ， 則車速不能超越3.6km/h 。

三 、設計優點

首先 ， 本方案自動化水平高 ， 簡直不必人工參與就可以稱齣汽車的分量 。其次 ， 允許汽車延續經過計量 ， 從而效率也比擬高 。第三 ， 本方案由于采用逐次測量汽車的各個輪對的壓力停止纍加的辦法 ， 所以 ，  100噸電子地磅 的構造很小 ， 佔地也很小 。第四 ， 由于一切信號都采用電信號傳輸 ， 所以操作人員可以遠離汽車經過的現場 ， 改善瞭任務人員的任務條件 。而且 ， 采用單片機控製 ， 便于完成近程網絡化管理 。

另外還有一個潛在的優點 ， 就是本方案稍加擴展就可以完成更多的功用 。比方 ， 假如給經過的汽車配置一個條形編碼 ， 把汽車的毛重事後存在計算機中 ， 在汽車經過時 ， 用紅外線檢測儀掃描一下條形編碼 ， 計算機自動把計量後果減去該車的毛重 ， 便失掉所載貨物的分量 。

 

四 、總結

爲瞭防止汽車經過 100噸電子地磅 稱臺時 ， 稱臺程度方嚮搖動使壓力傳感器發生附加應力 ， 應裝置稱臺的程度方嚮定位安裝以接受程度方嚮的力 。

爲瞭能精確地稱量齣各車軸的實踐壓力 ， 在稱臺前後應各有一段坡度小于0.3%的路麵 。這段路麵的長度至多要大于所經過的汽車的全長 。

車速應依據實踐的臺麵長度和呼應工夫限應堅持勻速 ， 製止減速或加速 。由于變速時 ， 車輪對臺麵有附加壓力 。

由于是靜態計量 ， 所以誤差一定是有的 ?？梢砸罁嵺`的經歷公式對計量後果加以修正 。