小型衡器---轴重秤的特点及应用（上）
　   
 称重仪——轴重衡是通过称量单轴重量并累计整车轴组重量的车辆称重设备。计量的主要原理是称重台同称重传感器相连，称重传感器由弹性体、电阻应变片、引线 及外壳等部分组成。当车辆通过称重台时，弹性体承载重力并有一与重力成正比的形变，电阻应变片粘贴在弹性体上，与弹性体有相同的形变，由此产生电阻变 量?R，在供桥电路作用下，桥路的输出端产生与重力成正比的电压。根据电压的变化和换算关系，可以知道承载重力的大小，从而完成计量任务

一．系统设计原理:
　　计重收费系统其工作原理为，车辆分离器把待测车辆通过称重台时按实际情况分离成每一个单车，轴重仪在 动态或静态中称量该车每一个单轴轴重，并累计其轴组重，得到该车辆的总重量。轮轴识别系统判断车辆的轮轴类型和车辆类型的同时，得到预先设置的该类型车辆 的车载超限限值，比较总重量和超限限值，核定该车是否超限及超限重量。依据总重量和超限重量，按照相关规定计算车辆应收过站费用数量，工作人员凭此收费。
　　
1， 称重台
　　称重台由型钢和钢板焊接而成，具有足够的强度、钢度和良好的稳定性。底座的作用是支撑称重传感器，有基础预埋板。预埋板预埋在水泥基础之上，作为底座支撑。
　　称重台具有自复位功能，当称重台受水平外力的作用发生微小摆动时，由于重力的作用会使其很快恢复到原来的位置。当称重台受到过大水平的冲击力而摆动幅度较大时，纵、横向限位装置会限制其摆动幅度，确保稳定与安全。当外力消失时，称重台仍会自动恢复。
2， 传感器系统
　传感器系统由一组称重传感器和接线盒组成。
3，传感器
　 　称重传感器采用应变式电阻传感器，传感器是称重仪中的关键部件。称重设备安装于室外，传感器暴露在自然环境之中，一般工作条件均很恶劣，如温度年变化量 最高可达60℃,有时多雨潮湿，所以要求传感器具有温度范围宽、密封防潮、过载能力强、长期稳定可靠等特点。根据称重台面尺寸和最大称量，选择一个或多个 传感器。
4， A/D数据采集系统
　　由A/D数据采集卡和微型处理器CPU系统组成。汽车通过或停留于称重台时，汽车的重力传递给传 感器，传感器把此力值转变成与之成正比的电压信号，各个传感器的信号通过接线盒后送给A/D数据采集卡，A/D数据采集卡把此信号转换为相对应的数字信号 并通过通信接口送收费控制中心处理。A/D数据采集系统是计重收费系统的关键部件。
　　A/D数据采集系统是一套高速度、高分辨率、高灵敏度的模 拟数字转换系统，同时它与常规的A/D系统相比又多了供桥电源系统。信号传输通道与计算机分离，信号通过电缆线传输。A/D转换器选用逐次比较型高速转换 器，其输出为65536码，A/D转换器启动及定时由计算机完成，转换速度最高可达10000次/秒，A/D数据采集系统采用密闭结构式机壳，可以长期开 机运行。

二， 车辆分离器:
　　 车辆分离器是为实现车辆的自动分离而设计的，在计重收费系统中，它保证了车辆检测数据同车辆的一一对应关系的实现，是本系统最基本的功能要求之一。工作的 原理是采用红外线车辆分离方式，一对红外光栅收发装置直线发射和接受红外光栅，在无物体遮挡在收发点连线中时，红外接收装置准确接收到信号，反之信号被阻 隔。在收费车道中，当有车辆经过车辆分离器时，红外光栅全部（车厢）或部分（拖挂车车厢之间的连接体）被阻隔，光栅被阻隔之始就是一辆被检测的车辆开始检 测的起始时间，光栅重新完全无阻隔地收发之时就是被检测车辆结束该次检测的终止时间。考虑到两辆车同时停在称重台面的情况，即当出现前一个车未下秤体或刚 下称台，后一辆车尾随其后时，系统利用红外线检测器结合传感器采集秤台的波形进行分析,可以有效地将两个车辆数据进行分离。
1， 轮胎识别器
　　我们采用多组行程开关对车辆的轮胎宽度和轮胎个数进行识别，当满足“传感器间隙<最小轮胎间隙”时，系统便能有效地测量出汽车的轮宽以及轮胎间隙。其中，最小轮胎间隙根据车辆统计而来。
2， 中央控制器
　 　采用单台面的轴计量方式，在有效的秤台宽度内如何得到更高的精度是我们一直在努力的方向。当车辆匀速通过称重台时，在真正有效测量时间内采样的速率决定 了系统计量的精度。同时内存的大小，单片机的速度也是决定计量精度的要素。根据我们的现场经验以及采数精度的要求，选用工业控制方式，采用高速采集卡对 A/D转换的数据进行采集，能保证20000/秒的采样速率，在理论上可以达到误差小于千分之一的计量精度。
3，模拟判别和数据处理
　 　数据采集、预处理、设备自检、数据处理、速度计算、显示、打印、存盘等任务的完成依赖计重收费系统的数据处理单元，该单元为中央控制系统的软件部分，判 别方式采用全模拟判别。汽车重量静态称重软件的目的是完成静态标定及汽车的静态称重等工作，静态称重软件包括数据采集、滤波、均值、显示等。动态称重软件 是把静态重量加以速度补偿处理，得到车辆和载重的实际应得的称量重量。
　　该部分是整个系统的核心部件，完成数据的采集、计算和上传功能。控制器结构上采用机箱结构，便于维护和操作；电气上采用了ECB总线结构的多CPU处理器体系结构，并行处理各种信息，大大提高了系统的可靠性和效率。

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