提高轴重式动态汽车衡准确度研究

提高轴重式动态汽车衡准确度研究

【摘要】  对于承载器是长方形秤台的轴重式动态衡，发现称重不准确的原因是：称
轴重时，秤台长方向挠曲振动及秤台翘动严重干扰称重。改进试验：承载器采用两个长
方形小秤台各下置3只称重传感器，并以橡胶板对秤台振动进行强阻尼，结果：动态称
重准确度明显提高，接近2级，但仍存在秤台翘动及橡胶板摩擦力过大影响静态称重等
问题。进一步改进：设计制造承载器为两个三角形小秤台的动态衡，并从外部用水平弹
簧拉住秤台，使橡胶板摩擦力适当不影响静态称重。预期效果，车速lOkm/h以下达到
2级。计划2011年4月完成试验。
【关键词】  称重技术；两体式三角形动态衡；振弦式称重技术；计重收费
    1  引言
    我国高速公路为遏制车辆超载超限运输，普遍采用动态汽车称重系统进行计重收
费，取得良好效果。轴重式动态汽车衡（简称动态衡）是该系统的核心，汽车通过时，
称量各轴重累加求出车辆总重量。作者于2004年担任技术负责人完成山东省交通厅项
目，研发成功承载器为长方形秤台配4只称重传感器的第一代产品，由山东交润交通科
技有限公司生产，山东、四川使用300余套，为实现公路车辆计重收费，做出一定成绩，
获山东省科技进步二等奖。调试维修中发现：(1)过车轴时，秤台长方向挠曲振动强烈
干扰称重；(2)4只称重传感器支承秤台为静不定结构，不稳定，常使一只传感器悬空，
过车时秤台翘动干扰称重，同时秤台和轴重冲击悬空传感器，每天数千次使其准确度降
低。为弄清问题，课题组从理论上研究该动态衡“动态称重的物理模型”，给出动态称重瞬时值分布的极差，指出欲提高动态衡准确度，应加大阻尼、减小秤台挠曲振幅，并适
当提高固有频率避免发生共振。随后，设计制造了承载器为两个长方形小秤台各下置3
只称重传感器的“分体式动态汽车衡”，经计量测试80%的称重数据误差<1%，性能接
近2级动态衡，明显优于第一代产品。“分体式动态汽车衡”获国家发明专利，论文《动
态车辆称重物理模型与提高动态称重准确度研究》发表于《计量学报》[1]。课题组总结时发现：将承载器由一个长方形秤台改为两个长方形小秤台有画蛇添足之误，因为若去
掉多余两角，改为两个三角形小秤台、三角外伸在其下安装称重传感器，则完全不需要
辅助支撑，而且能消除过车轴引起的秤台翘动；其次，作者考虑到：在三角形三边秤台
和边框之间放入吸振橡胶板．从外部加水平弹簧拉住秤台，给胶板以适当压力（足以防尘），则有可能既不影响静态称重准确度，动态称重时又能提供一定阻尼，且安装调试
十分方便。“两体式三角形动态汽车衡”申请国家专利，已获受理。2011年4月有可能完成样机试验。本文侧重从理论上进行分析总结，结论是：必须从改进承载器结构入手，
才有可能从根本上解决轴重式动态汽车衡称不准问题。