[实用新型]窄条应变称重传感器以及窄条阵列动态衡

说明书

本实用新型提供了一种窄条应变称重传感器，包括横梁，所述横梁的下表面设置有多个倒T形的支撑座，横梁的上表面设置有多个T形的安装座，每个安装座位于相邻两支撑座之间，所述安装座下方的横梁侧面的中间位置设置有剪切型应变片。还提供了使用该窄条应变称重传感器的窄条阵列动态衡。本实用新型的窄条应变称重传感器提高了测量精度，窄条阵列动态衡整体安装在地面上，可降低安装后各个窄条称重传感器安装后的位置误差，从而减小测量误差，提高测量的准确性。由于在有效测试时间内，车辆车轮完全作用于上板即称重面上，使得该汽车动态衡与路面安装齐平度要求远远低于窄条石英称重传感器直接安装于路面上，使其安装成本进一步降低。

技术领域

本实用新型涉及汽车称重技术领域，尤其是一种窄条应变称重传感器以及窄条阵列动态衡。

背景技术

动态称重传感器主要用于汽车在行驶过程中对车辆轴重和总重进行测量，实现车重数据自动采集以支撑交通智能管理规划、超载超限自动检测、支撑道路计重收费等功能。当然也可以用于其他动态设备的重量称量。

目前，汽车动态称重主流的方法包括以石英窄条称重传感器阵列为代表的间接测量方法和以平板气动动态衡、弯板汽车动态衡为代表的直接测量方法。

平板汽车动态衡常见机构如图1所示，弯板汽车动态衡常见结构如图2所示，通过在背面粘贴应变计，应变计检测切应变或弯曲应变输出信号，这两种动态衡具有以下不足：

1、难以做到较大的测量量程同时具有较好的可靠性。由于应变计通过专用粘接剂粘贴在承压板背面，较大的载荷意味着较大的结构变形量，极易导致应变计疲劳脱落失效。这一点也可以解释为难以做到输出灵敏度与刚度兼具。

2、难以做到较好的刚度同时具有较长的有效测量时间。车轮滚动通过板面的时间为弯板汽车动态衡的有效测量时间。板面越宽，有效测量时间越长，对于振动干扰信号特征的获取越有利，但板面越宽，结构限制其刚度越低，其动态特性越差，振动干扰越大。同时还可能存在致命的动态测量误差，即采集到的信号失真于真实的动态信号，使得振动误差的修正变得极其复杂。板面越窄，动态特性越好，但有效测试时间就越短，导致无法获得充分的振动干扰信号特征支持信号修正处理。所以弯板汽车动态衡一般应用于低速动态称重场景。

3.其测量原理决定了无法在承压板中间增加支撑结构以提高整体刚度，因为承压结构会分摊一部分重力，使得测量值偏小。如果采用柱式传感器等作为承压结构，形成一种复合式汽车动态衡，将使其数据处理变得极为复杂，复杂的计算过程往往难以保证可靠的称量结果，特别是在计量领域。

窄条石英动态称重传感器，其结构通过型材工艺一体制造，在结构的中部等距布置石英压电敏感元件。车轮压过传感器时，一体化结构承受固定比例载荷，剩余载荷压缩石英压电敏感元件，产生与载荷呈线性关系的电荷信号，电荷信号通过电荷放大器转换为电压信号，并通过后端AD转换转化为数字信号实现数据采集。窄条动态称重传感器一般高度较小，在安装时，路面开槽将其镶嵌在路面中，上表面与地面齐平。由于车轮的触底长度小于传感器宽度，所以传感器的输出信号实际反映轮重或轴重的部分重量。车轮完全驶过传感器后，对传感器的输出信号进行积分，获得轮重或轴重数据，然后对所有的轮重或轴重数据进行求和，得到总重数据。

在使用窄条石英动态称重传感器时，需要将多个窄条石英动态称重传感器呈阵列式安装在地面上，且窄条石英动态称重传感器的长度方向垂直于汽车的行驶方向，具体可参考申请号为201822042008.0的实用新型专利、申请号为201420517183.X的实用新型专利等。

此外，申请号为201610026847.6的实用新型申请公开了一种式压电动态称重传感器，具有以下不足：

1、使用时各个窄条石英动态称重传感器分别安装在地面，每个窄条石英动态称重传感器安装时不可避免地存在安装误差，多个窄条石英动态称重传感器的误差叠加，导致最终的测量结果准确性较差。