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怎样提高轴重式动态地磅准确度

    关于承载器是长方形秤台的轴重式动态衡,发现称重不精确的缘由是:称 轴重时,秤台长方向挠曲振动及秤台翘动严重干扰称重。改良实验:承载器釆用两个长 方形小秤台各下置3只称重传感器,并以橡胶板对秤台振动停止强阻尼,结果:动态称 重精确度明显进步,接近2级,但仍存在秤台翘动及橡胶板摩擦力过大影响静态称重等 问题。进一步改良:设计制造承载器为两个三角形小秤台的动态衡,并从外部用程度弹 簧拉住秤台,使橡胶板摩擦力恰当不影响静态称重。预期效果,车速10km/h以下到达 2级。方案2011年4月完成实验。

怎样提高轴重式动态地磅准确度

    承载器为长方形秤台下置4只称重传感器的轴重式动态衡称不准的缘由 第一代产品,实践上是将静态汽车称严重地磅缩短到0.8m左右,同时进步采样频 率而构成。对复杂的动态称重这种简单化处置,自然效果不会太好。

    2.1第一代产品存在的主要问题 理论轴称重曲线。

    研讨发现,地磅存在4种“振动”干扰称重:

    第一种,钢板产生频率较高的机械“震动”(频率几十到200Hz)。若称重传感器对 它响应,则在轴称重曲线上叠加着振动干扰,见图2。

    第二种,车辆本身的振动:轴质量与减震弹簧的组合振动。频率很低,以至低于1Hz。 车辆快速驶过不平路面时,振动激烈对称重影响很大;但低速匀速驶过平整路面时,振 幅小,影响小。因而国度计量检定规程JJG907-2006附录C,对称重区引道的平直程度 润滑做了严厉的强迫性规则,以减小这种振动干扰。

    第三种,秤台长方向烧曲变形振动:由于秤台长>3m,宽0.8m,重车(轴重10? 30t)经过时,秤台长方向产生挠曲变形构成振动,振幅(即挠度)可达4mm。这种振 动频率很低,不能用低通滤波消弭。它对动态称重精确度影响很大,特别是车速进入某 一范围时发作激烈共振,因而它是招致动态称重不精确的主要缘由。

    第四种,秤台翘动“振动”:由于4只称重传感器支承秤台为静不定构造,不稳定, 秤台略有变形就会使某只称重传感器悬空。称轴重时,先由对角线两只和前面一只称重 传感器称量,后转为另3只称重传感器称量,秤台的这种翘动不只直接干扰轴称重,还 惹起秤台和轴重对悬空称重传感器冲击。特别是若位置在前面的称重传感器悬空,则称 轴重时秤台翘动两次,依次冲击前后两只称重传感器,影响更大。每天过车冲击上千次, 使悬空称重传感器的精确度较快降落,以至运用不长时间就会误差过大使称重不精确。

    2.2对存在问题及处理方法进一步剖析

    对第一种机械振动干扰,可停止低通滤波,或采用对它不响应的称重传感器(例如 液压转换式称重传感器);对第二种振动,按国度检定规程严厉修建称量区引道,并要 求车辆限速匀速行驶,方能减轻其影响。目前高速公路管理部门实行严厉限速和坚持匀 速迂到艰难,车辆快速冲过秤台及加速“跳过”秤台已成为司机减重的一种手腕,对计重 收费工作不利;第三、第四种“振动”干扰,应该说是第一代轴重式动态衡存在的主要问 题,编辑在文中对第三种挠曲振动作了细致剖析研讨,指出秤台挠曲等效于弹簧,秤 台及轴质量等效于质量块,轴重量等效于阶跃载荷。车轴上秤台相当于阶跃载荷施加于 弹性系统,必然惹起过渡过程振动,在过渡过程中称重,遭到质量块振动加速度产生的 惯性力干扰,分散性必然很大,每次称重都不同,称不准。为自创,调查国际上动态地磅开展情况,发现从加拿大引进的德国派特采用两个弯板式小秤台作承载器;瑞士石 英动态衡采用两只石英晶体传感器(相当于两个石英小秤台);台湾某企业技术担任人 通知编辑:承载器为长方形秤台的动态衡经台湾计量部门测试,没有性能很好的,他设 计两个小秤台作承载器效果不错。可见国内外意向与编辑2007年的改良计划不约而同。 因而编辑认定:承载器采用两个小秤台各下置3只称重传感器是动态地磅开展方向之 一,同时还要研讨如何加阻尼消弭共振,才有可能处理动态地磅称不准问题。[注: 据2010年中国质量报杨蕾报导:全国计重收费动态衡普遍存在称不准问题,给计重收 费工作带来很大费事和搅扰。

    3.动态汽车称重系统改良实验

    3.1承载器为两个长方形小秤台各下置3只称重传感器强阻尼动态地磅

    3.1.1称重系统图

    针对现存问题停止改良,设计“分体式动态汽车衡”,要点如下:

    以两个1500x500x130mm长方形小秤台取代3200x800x200长方形秤台(简称长方形大秤台)。由于小秤台采用20mm厚钢板焊接而成,强度和刚度远大于长方形大 秤台,又只接受轴重的一半,因而称轴重时长方向挠度(即振幅)降低5倍以上,固有 频率也有较大进步。

    在秤台与边框之间,放入耐老化橡胶板吸振,用弹簧给胶板施加稳定正压力, 使阻尼作用强而稳定,根本不受气候冷热影响。每个小秤台下置3只称重传感器,车辆从两只称重传感器那边上秤台。为使车 轮下秤台时秤台翘动较弱,加了橡胶板辅助支撑,胶板最大紧缩量为1.5mm。

    采用邓氏振弦传感技术称重。所用传感器为液压转换式振弦称重传感器,这种 称重传感器由带活塞的油缸和振弦式压力传感器构成。秤台及其承重作用于活塞,活塞 将重力转换为油脂压力,再由振弦式压力传感器将压力转换为频率信号(调频信号)输 出。这种液压转换式振弦称重传感器对秤台机械震动根本不响应,只需加简单的抗脉冲 干扰数字滤波,采样频率400Hz,即可再现各传感器的称重曲线。这种振弦称重传感器 还有良好的抗电磁干扰性能,不怕湿润,寿命长达10年以上,长期稳定性好。

    为了取得称重传感器频率,采用邓氏双线圈恒流型钢弦激起电路(专利),由频率 计算称重采用振弦传感器准确数学模型,见式(1) :

    W = A (f2 - f ) + B (f - f0) (1)

    式中:A、B为传感器常数,由标定数据最小二乘法求得(有专用App),f为称重 W对应的频率,f0为W=0时的频率,称为初频。

    该数学模型是本文第一编辑于1981年研制矿压遥测仪时提出,理论证明有三个优 点:第一,拟合精确,可显着进步振弦传感器精确度。依托它已使振弦称重传感器精确 度到达0.1%FS左右,完整满足公路计重收费动态衡请求(动态精确度5级:首检误差 ±2.5%)。第二,可置零去皮。将秤台重量对应传感器频率输入式(1)作为f0,行将 秤台重(皮重)置零,则尔后称轴重(货重)精确。第三,关于经过充沛老化已稳定的 称重传感器,A、B在-20°C?50°C范围可看作常数,秤台置零后称重即精确,不需另加 硬件、App停止温度修正。

    采用这种振弦称重技术,仪表局部(厂家称为控制器),总重仅4kg,远低于其他产 品(例如派特控制重视45kg,重量大10倍),不只本钱低,在一定水平上阐明该技术具 有先进性。

    3.1.3效果及评价

    该动态汽车称重系统样机经山东省计量科学研讨院用规范载重车测试,获国度计量 用具型式批准证书:动态精确度5级(首检误差±2.5%以内),实践称重数据80%首检 误差±1%,接近2级规范;称重均匀值误差<0.13%,标明系统误差很小。

    “分体式动态地磅”获国度创造专利。2008年,该称重系统经过山东省交通厅组织专家会议审定,评为:“国际先进程度”。 两体式三角形动态汽车衡

    3.2.2 设计要点

    针对“分体式动态地磅”的缺乏停止设计:

    去掉长方形小秤台多余两只角构成三角形秤台,将三角外伸,其下装置称重传 感器,3只传感器中心连线与秤台三边接近重合。车轴经过承载器不会惹起秤台翘动, 车轮上秤台即进入精确称重区(指车轮重心进入3只传感器中心连线构成的三角形时称 重精确),有利于进步轴称重的精确度。

    用装置在秤台边框外部的4只程度弹簧从三面拉住秤台(稳定秤台),调整弹簧 拉力,使置于秤台和边框间的橡胶板受力恰当(足以防尘),但不影响静态称重。称轴 重,秤台遭到轴重冲击时,弹簧、橡胶板系统有较好缓冲和阻尼作用。两个三角形小秤台错位装置,便于精确辨认进车、倒车和丈量车速、加速度。 除此之外,当司机让汽车忽然加速“跳过”前面秤台,车辆称重不会减轻。

    3.2.3预期效果

    估计两体式三角形动态地磅为中心的动态车辆称重系统应具有稳定性好,动态汽 车称重振动干扰小,在车速<10km/h的状况下,动态精确度可到达2级(首检误差 ±1%),系统车辆别离、动态称重、车型辨认、车速加速度丈量、倒车辨认等功用齐全, 而本钱在同类产品中最低。2011年4月份可完成样机实验。

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