提高軸重式動態(tài)汽車衡準(zhǔn)確度研究

提高軸重式動態(tài)汽車衡準(zhǔn)確度研究

【摘要】  對于承載器是長方形秤臺的軸重式動態(tài)衡，發(fā)現(xiàn)稱重不準(zhǔn)確的原因是：稱
軸重時，秤臺長方向撓曲振動及秤臺翹動嚴(yán)重干擾稱重。改進(jìn)試驗(yàn)：承載器采用兩個長
方形小秤臺各下置3只稱重傳感器，并以橡膠板對秤臺振動進(jìn)行強(qiáng)阻尼，結(jié)果：動態(tài)稱
重準(zhǔn)確度明顯提高，接近2級，但仍存在秤臺翹動及橡膠板摩擦力過大影響靜態(tài)稱重等
問題。進(jìn)一步改進(jìn)：設(shè)計制造承載器為兩個三角形小秤臺的動態(tài)衡，并從外部用水平彈
簧拉住秤臺，使橡膠板摩擦力適當(dāng)不影響靜態(tài)稱重。預(yù)期效果，車速lOkm/h以下達(dá)到
2級。計劃2011年4月完成試驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】  稱重技術(shù)；兩體式三角形動態(tài)衡；振弦式稱重技術(shù)；計重收費(fèi)
    1  引言
    我國高速公路為遏制車輛超載超限運(yùn)輸，普遍采用動態(tài)汽車稱重系統(tǒng)進(jìn)行計重收
費(fèi)，取得良好效果。軸重式動態(tài)汽車衡（簡稱動態(tài)衡）是該系統(tǒng)的核心，汽車通過時，
稱量各軸重累加求出車輛總重量。作者于2004年擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人完成山東省交通廳項(xiàng)
目，研發(fā)成功承載器為長方形秤臺配4只稱重傳感器的第一代產(chǎn)品，由山東交潤交通科
技有限公司生產(chǎn)，山東、四川使用300余套，為實(shí)現(xiàn)公路車輛計重收費(fèi)，做出一定成績，
獲山東省科技進(jìn)步二等獎。調(diào)試維修中發(fā)現(xiàn)：(1)過車軸時，秤臺長方向撓曲振動強(qiáng)烈
干擾稱重；(2)4只稱重傳感器支承秤臺為靜不定結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定，常使一只傳感器懸空，
過車時秤臺翹動干擾稱重，同時秤臺和軸重沖擊懸空傳感器，每天數(shù)千次使其準(zhǔn)確度降
低。為弄清問題，課題組從理論上研究該動態(tài)衡“動態(tài)稱重的物理模型”，給出動態(tài)稱重瞬時值分布的極差，指出欲提高動態(tài)衡準(zhǔn)確度，應(yīng)加大阻尼、減小秤臺撓曲振幅，并適
當(dāng)提高固有頻率避免發(fā)生共振。隨后，設(shè)計制造了承載器為兩個長方形小秤臺各下置3
只稱重傳感器的“分體式動態(tài)汽車衡”，經(jīng)計量測試80%的稱重數(shù)據(jù)誤差<1%，性能接
近2級動態(tài)衡，明顯優(yōu)于第一代產(chǎn)品。“分體式動態(tài)汽車衡”獲國家發(fā)明專利，論文《動
態(tài)車輛稱重物理模型與提高動態(tài)稱重準(zhǔn)確度研究》發(fā)表于《計量學(xué)報》[1]。課題組總結(jié)時發(fā)現(xiàn)：將承載器由一個長方形秤臺改為兩個長方形小秤臺有畫蛇添足之誤，因?yàn)槿羧?br /> 掉多余兩角，改為兩個三角形小秤臺、三角外伸在其下安裝稱重傳感器，則完全不需要
輔助支撐，而且能消除過車軸引起的秤臺翹動；其次，作者考慮到：在三角形三邊秤臺
和邊框之間放入吸振橡膠板．從外部加水平彈簧拉住秤臺，給膠板以適當(dāng)壓力（足以防塵），則有可能既不影響靜態(tài)稱重準(zhǔn)確度，動態(tài)稱重時又能提供一定阻尼，且安裝調(diào)試
十分方便。“兩體式三角形動態(tài)汽車衡”申請國家專利，已獲受理。2011年4月有可能完成樣機(jī)試驗(yàn)。本文側(cè)重從理論上進(jìn)行分析總結(jié)，結(jié)論是：必須從改進(jìn)承載器結(jié)構(gòu)入手，
才有可能從根本上解決軸重式動態(tài)汽車衡稱不準(zhǔn)問題。