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轴重式100吨电子地磅方案

前序

 100吨电子地磅 是各種礦業 、钢鐵企業 、港口部門普遍使用的计量用具 。這些部門吞吐量大 , 稱量義務重 , 所以疾速高效是對所用 100吨电子地磅 的根本要求 。其次 , 造價廉價 , 维修和调整方便 , 结構復雜等也是閤理的要求 。正是爲瞭满足這種需求 , 静態 100吨电子地磅 在最近幾年開展较快 。但大多都是整車计量方式 。假定汽車以lOkm/h的速度经過 100吨电子地磅  , 假如要求汽車至多在稱臺麵的工夫爲0.5s , 那麼整車计量方式的静態汽車衡臺麵長度至多應爲整車長度再加1.5m 。這樣的 100吨电子地磅 當然是一個庞然大物 , 大大添加瞭工程造價和佔空中積 。所以静態 100吨电子地磅 的開展方嚮该當是轴计重方式 。以後使用中的 100吨电子地磅 多種多樣 , 功用和原理也各不相反 。但大多或许構造復雜 , 價钱较贵;或许構造復雜但存在计量缺陷 , 容易漏检 。作者经過比擬多種 100吨电子地磅 和機器式 100吨电子地磅 後 , 提齣一種舊式汽車衡方案 。该方案構造復雜 , 算法新颖 , 具有一定的適用價值 。

地磅

一 、设计理念

以三轴汽車爲例停止剖析 , 由力學原理可知 , 汽車的總分量等于各個轮對的壓力之和 , 即G=F1+F2+F3 。

所以 , 我们隻需测量齣汽車的各個轮對的壓力就可以算齣汽車的總分量 。正是基于這個原理 , 设计瞭以下方案 。

1 :硬件配置

圖中的光電传感器是用來检测有無車輛经過 100吨电子地磅 源發射齣的光投射到光電传感器上 。光電传感器承受到光後 , 發生一個高電壓信號Uk=l 。Uk经過缩小後传到非門電路上 。由于非門電路的反嚮作用 , 输入一個低電壓信號Uc=0 。當單片機承受到Uc-0時 , 迴绝承受壓力信號的输齣 。

當有車輛经過時 , 光源收迴的光被隔斷 。光電传感器承受不到光 , 输入爲低電壓信號Uk=0 。這時 , 非門電路输入爲高電壓信號Uc=l 。單片機承受到這個高電壓信號後 , 開端承受输齣的壓力信號 。

當汽車的轮對经過 100吨电子地磅 梁時 , 壓力传感器测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 , 所以要经過缩小器缩小 。缩小後的模仿信號经過A/D转换器转换成數字信號後传输到單片機 。由于壓力信號是延续的信號 , 所以單片機首先對其停止信號采樣 , 然後经過濾波 , 再選齣恰當的值作爲車轴的壓力 。車轴的壓力就等于fl , f2 B之和 , 即F-fl+f2+f^把F的值顺次保管到變量FI 、F2 、F3中 :

當汽車经過後 , 光源收迴的光又投射到光電传感器上 。這時 , 光電传感器又输入高電壓信號 , 非門输入高壓信號 。單片機承受到這個高壓信號後 , 中止承受壓力信號的输齣 , 并把後麵的FI 、F2 、F3停止求和 。汽車的總分量就等于各個轮對的壓力之和 。把後果输入到屏幕和打印機 。

2 :软件配置

本顺序的總體思想就是當車轴经過稱臺麵時 , 對其壓力信號停止采樣 。先過濾掉車轮刚刚進人稱臺階段的壓力信號 , 保存車轮颠簸经過稱臺時的壓力信號 , 然後又過濾掉車轮分開稱臺階段的壓力信號 。對保存的壓力信號求均匀值 , 這個均匀值就是車轴的壓力 。最初把一切車轴的壓力圖和 , 就失掉整車的分量 。

本顺序之所以采用光電传感器送來的信號作控製信號 , 就是爲瞭控製牢靠 , 防止误操作 。要求T大于一個阀值 , 是爲瞭防止在車轮還未经過稱臺時 , 稱臺自身的震動或误差發生的壓力信號被單片機承受 , 误當作是車轴的壓力信號 。要求壓力信號的绝對變化率小于一個检测值 , 是爲瞭過濾掉車轮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 , 不能反映車轴的真實壓力 。

由于计算時隻保存車轮颠簸经過稱臺時的壓力信號 , 所以要求汽車的经過速度不能太快 , 要有一段在稱臺上颠簸運转的工夫 。以稱臺麵長1.5m爲例 , 假定稱臺及壓力传感器的呼應工夫爲0.5s , 采樣週期爲2ms,假如要求至多采樣500個 , 则車速不能超越3.6km/h 。

三 、设计優點

首先 , 本方案自動化水平高 , 简直不必人工參與就可以稱齣汽車的分量 。其次 , 允许汽車延续经過计量 , 從而效率也比擬高 。第三 , 本方案由于采用逐次测量汽車的各個轮對的壓力停止纍加的辦法 , 所以 ,  100吨电子地磅 的構造很小 , 佔地也很小 。第四 , 由于一切信號都采用電信號传输 , 所以操作人员可以遠離汽車经過的现场 , 改善瞭任務人员的任務條件 。而且 , 采用單片機控製 , 便于完成近程網络化管理 。

另外還有一個潜在的優點 , 就是本方案稍加擴展就可以完成更多的功用 。比方 , 假如给经過的汽車配置一個條形编码 , 把汽車的毛重事後存在计算機中 , 在汽車经過時 , 用红外线检测儀掃描一下條形编码 , 计算機自動把计量後果减去该車的毛重 , 便失掉所载货物的分量 。

 

四 、总结

爲瞭防止汽車经過 100吨电子地磅 稱臺時 , 稱臺程度方嚮摇動使壓力传感器發生附加應力 , 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轴的實践壓力 , 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经過的汽車的全長 。

車速應依據實践的臺麵長度和呼應工夫限應堅持匀速 , 製止减速或加速 。由于變速時 , 車轮對臺麵有附加壓力 。

由于是静態计量 , 所以误差一定是有的 。可以依據實践的经歷公式對计量後果加以修正 。


 

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