在整車稱量中軸計重與軸數統計的實現方法與流程

2023-09-25 03:33:35 1

本發明屬於交通信息化領域，提出一種高速公路上使用的整車稱重數據的處理方法。

背景技術：

高速公路整車稱重系統的稱量裝置主要由以下部分組成：傳感器、放大器、A/D轉換器、單片機等。稱重傳感器是衡器的核心，它將重力轉換成電信號，傳感器輸出信號是數據的源。傳感器的信號需經放大才能使用。傳感器輸出的信號經放大後，變成了0～5V的電壓信號輸出。經放大的信號被送到A/D轉換器中，將模擬信號轉換為數位訊號。A/D轉換器再將數據輸送到計算機中處理。在實際稱量過程中，我們一般將車籠統的分為大車和小車兩種車型。輪軸識別器的長度一般比車輛兩個輪胎的距離短，這樣就保證了在任意時刻最多只有一個軸上的輪胎處於被稱量的狀態。當有車輛通過稱量裝置時，每個軸的通過會顯示一個類正弦波形，我們就是通過這樣數波形個數的方式來判定軸數。由於噪聲的存在，實際操作過程中會出現誤判，我們引入一個電平作為驗證值，這個電平應當比噪聲的波形峰值高。同時，這個電平應當較小，不超過小車單軸重的最小值，否則在稱量小車時會出現丟軸的現象。故而，我們引入放大器，將軸信號進行放大，從而避免這一矛盾的出現。所以，從這個角度上說，放大倍數應當儘量大。但是在單軸重的稱量中，我們希望通過調節放大器的電位器改變增益，使得輸出信號在滿負重的情況下輸出接近滿量程，但是不能超過A/D轉換器的最大量程。所以，從這個角度上說，放大倍數又不能過大。在這樣一個矛盾的問題面前，我們提出了一分為二的處理方法，將軸信號分為兩路，一路採用儘量大的放大倍數，用於軸數統計，一路採用相對較小的放大倍數，用於單軸計重，這樣提高了整車稱量中軸數測量的準確率和整車測量的精度。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種在整車稱量中軸計重與軸數統計的實現方法，提高了整車稱量中軸數測量的準確率和整車測量的精度。

本發明的技術方案是：一種在整車稱量中軸計重與軸數統計的實現方法，其特徵在於利用放大器，將軸信號一分為二，一路採用儘量大的放大倍數，用於軸數統計，將軸信號的峰值拉高，選擇較高的電平，使真實的軸信號儘可能區別於噪聲信號，防止數軸時出現誤判；另一路採用相對較小的放大倍數，用於單軸計重，使得大車在滿載時的輸出數據經放大後依舊在A/D轉換器的處理範圍內，從而覆蓋高速公路上所有車輛的稱重需求，提高了整車稱量中軸數測量的準確率和整車測量的精度。

針對現有稱重系統的數據處理存在的缺陷或不足，本發明採用一種一分為二的處理方法，將軸信號分為兩路，一路採用儘量大的放大倍數，用於軸數統計，一路採用相對較小的放大倍數，用於單軸計重，使軸數判斷準確的概率和整車稱重結果的精度都有所提升。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。

圖2是傳統的軸數統計的放大器電路圖。

圖3是傳統的單軸計重的放大器電路圖。

圖4是本發明稱重系統放大器電路圖。

具體實施方式

如圖1所示。這種高速公路用的稱重系統包括稱重傳感器(稱臺)、電子電路兩大部分,如圖1所示。稱重傳感器(稱臺)將車輛的重量信號轉換為模擬的電信號；電子電路部分包括：

信號放大裝置：由於稱重傳感器輸出的模擬電信號很小，放大裝置是將稱重傳感器輸出的模擬電信號通過一級或者多級放大，以達到適於採集晶片採集的電壓範圍。在保證軸數精確地情況下，提高稱重結果的準確度。

信號採集裝置：將放大後的稱重信號由模擬信號轉換為數位訊號，以方便運算處理。

信號處理裝置：將採集到的數位訊號通過一系列的計算得到該車的相關信息。

顯示裝置：顯示車輛的相關信息。

存儲裝置：用於存儲運算處理中所需的比較量，相關的參數和車輛信息。

算法描述及實驗過程

(1)軸數統計的電路圖如圖2所示，已知R1＝2k，R2＝620k，R』＝5M。根據INA326晶片特性可知，其放大倍數計算公式如下：

G＝2(R2//R』)/R1可得

G＝551

通過上述計算可知，INA放大器的放大倍數為551，即軸重統計的放大倍數為551。

(2)單軸計重的電路圖如圖3所示，已知R1＝2k，R2＝390k，R』＝5M。根據INA326晶片特性可知，其放大倍數計算公式如下：

G＝2(R2//R』)/R1可得

G＝360

通過上述計算可知，INA放大器的放大倍數為360，即單軸計重的放大倍數為360。

綜上所述，在軸數統計中應用較大的放大器增益，避免誤判和丟軸的情況發生。在單軸計重中應用較小的放大器增益，提高單軸計重的精度。該計重方式大大提升了稱重系統的性能並且擴大了該系統的使用範疇。

採用本方法前後的實驗對比圖

採用本方法前，傳統的稱重系統放大器電路採用單一的放大增益，不能同時滿足軸數統計的高增益和單軸計重的低增益需求。

如圖4所示，採用本方法後的放大器電路能同時滿足軸數統計的高增益和單軸計重的低增益需求。