[实用新型]双凹槽板式车辆称重传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动态称重设备，特别涉及一种用于对汽车轴重进行测量的双凹槽板式车辆称重传感器。

背景技术

动态称重(weigh-in-motion简称WIM)是指车辆在运动中进行称重的过程，是一项比较复杂的技术。板式传感技术是利用电阻应变片原理，在一个高品质的金属结构板上，制作成复合板式的传感器，具有安装高度低、称量稳定性好、防护简单、使用可靠等特点，其动态称重行驶速度可在5～150km/h内，适应于低、中、高速称重检测系统。

双凹槽板是由在内部集成了应变片网的弹性金属板构成，传感器表面覆盖一层高温硫化橡胶。当应变片在弹性金属板上的布置不够合理时，就会产生较大的误差，如传感器输出信号幅值大小与载荷大小呈非线性变化、传感器输出信号幅值大小与载荷作用点的位置相关等问题。

发明内容

本实用新型提供了一种双凹槽板式车辆称重传感器，是对组成传感器的结构和应变片的位置进行合理布置，保证传感器的测试精度和在恶劣环境下的工作性能。

本实用新型的方案是：它包括一个矩形高强度合金钢弹性体和4组用于测试并自动补偿的应变片。在弹性体的底面接近边缘处沿弹性体的长度方向开出两道横向沟槽，每道沟槽内部各均匀粘贴一组数目相等的纵横交错的应变片，其中纵向共两组应变片，称为主片，用于测量弹性体的由车辆压力而产生的应变；横向共两组应变片，称为参考片，其作用是与2组主片共同组成惠斯登电桥，由于与主片位置极为接近，可以对主片由于温度或残余应力产生的应变进行自动补偿。为了布置应变片之间的连线，沿着弹性体的宽度方向开出2道横向沟槽，并在弹性体的一角穿线孔6引出信号线。应变片粘贴并布置好连线后，用胶或黄油填平沟槽，并覆盖一层金属薄片以屏蔽外界信号的干扰，最后采用硫化工艺对整个传感器挂胶处理。

本实用新型的优点是，弹性体上无穿透孔，结构简单，抗疲劳性能强；应变片布置方法简单，并且输出信号峰值与载荷作用点无关，并与载荷大小呈线性关系。

附图说明

图1是本实用新型的仰视图及应变片的布置，其中1-弹性体；2-横向应变片；3-纵向应变片；4-横向沟槽；5-连接线；6-穿线孔；7-纵向沟槽；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的左视图；

图4是本实用新型的应变片连接而成的惠斯登电桥；

图5是采用本实用新型实测获得的实测值曲线；

具体实施方式

在图1中，所述的传感器包括弹性体应变片，由高强度合金钢制成的矩形弹性体1，弹性体1的一个顶角开有穿线孔6，穿线孔6与弹性体1内的横向沟槽4相通。如图3所示，接近弹性体两边缘处沿弹性体长度方向开有两道横向沟槽4；如图2所示，在弹性体两边缘处沿宽度方向开有两道纵向沟槽7，横向沟槽4与纵向沟槽7相互连通，纵向沟槽7与横向沟槽4同深度，但宽度略比横向沟槽4窄。在横向沟槽4内各布置一组纵向应变片3和一组横向应变片2，所述应变片是粘贴在沟槽4内部。这些应变片和导线5组成惠斯登电桥。纵、横方向的应变片间隔布置，每个纵向应变片3和一个横向应变片2组成一对，为了提高自动补偿的效果，一对中两个应变片的距离尽量小，一般不大于5mm，每对应变片在沟槽中等距离布置，间隔一般不大于25cm，数量由弹性体的长度决定。纵向沟槽7用来布置应变片之间的连线，所有应变片之间的连线最终通过穿线孔6引出。在本实施例中横向沟槽4中自a点至c点的应变片和自d’点至b点的应变片均为五个横向应变片，各组成一组参考片R4、R2，自d点至c点的应变片和自a’点至b点的应变片均为五个纵向应变片，各组成一组主片R3、R1，如图4所示，该4组应变片共同组成的惠斯登电桥，不再需其它元件进行补偿。在图4中a点和a’点重合、d点和d’点重合，在a点、d点之间加-24V电压，c点和b点作为信号输出端。

线路连接完成后，所有信号线从穿线孔6穿出，并对横向沟槽4和纵向沟槽7用黄油或胶填平，表面再用金属片覆盖，用来屏蔽外界信号的干扰，最后采用硫化工艺挂胶处理整个传感器。

采用本实用新型的称重传感器对整车重量分别为6.38吨、10.38吨、14.38吨和19.38吨进行测量，曲线结果如图5所示，实测值与实际整车重量具有很好的线性相关性，计算出的二者线性相关系数达到0.999以上，说明本实用新型的传感器的灵敏度很高。