CN111397714A - 动态称重传感器及其测量方法 - Google Patents
动态称重传感器及其测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111397714A CN111397714A CN202010254618.6A CN202010254618A CN111397714A CN 111397714 A CN111397714 A CN 111397714A CN 202010254618 A CN202010254618 A CN 202010254618A CN 111397714 A CN111397714 A CN 111397714A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensitive
- dynamic
- sensitive beam
- deformation
- supporting piece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005303 weighing Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
- G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
- G01G19/03—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing during motion
- G01G19/035—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing during motion using electrical weight-sensitive devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本发明提供了一种动态称重传感器，包括上支撑件、下支撑件、敏感梁和敏感元件，所述敏感梁竖直设置，且其上端安装于上支撑件，下端安装于下支撑件，所述敏感梁具有一前侧面、一后侧面、一左侧面以及一右侧面，所述前侧面与后侧面平行，左侧面与右侧面平行，且前侧面与左侧面垂直，所述前侧面、后侧面、左侧面和右侧面均设置有敏感元件。还提供了一种动态称重传感器的测量方法。本发明的结构简单，生产制造难度较低，降低生产成本。每根敏感梁的4片敏感元件输出相加能够自动解耦刹车力、横向力等对输出信号带来的影响，保证测量的准确性。敏感梁承重能力强，敏感元件不承重，避免敏感元件受压而损坏。
Description
技术领域
本发明涉及动态称重技术领域，尤其是一种动态称重传感器及其测量方法。
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。
目前的动态称重传感器主要分为两类，第一类是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。具体可参照申请号为201820663349.7，名为“一种动态测量垂直力的称台”的专利。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。这种动态称重传感器的缺点在于由于压电石英本身特性限制，在车辆低速通过时，石英表面产生的电荷由于无法长期保持会发生电荷泄漏，导致测得的数据不准，也无法获取车辆行驶称重过程中的振动干扰特性，测量精准度能够通过一些手段影响，如一些货运司机通过在车轮下方垫宽度大于传感器宽度的钢板来逃避检测。
第二类是宽版型，该类产品的结构主要由上板、传感器、下板组成。传感器或安装于上板上，通过测量上板在轴重或轮重作用下的弹性变形实现轴重或轮重的测量；或安装于上下板之间，通过轴重或轮重作用上板，从而压缩传感器结构获得重量数据。这种称重装置传感器起到承重，又要测量，承重要求结构发生尽量小的应变，以防止被压坏，测量则要求结构发生尽量大的应变以提高输出幅值。在实际应用中，为了提高可靠性，防止传感器损坏，一般传感器的设计灵敏度会偏小，传感器分辨率和精度较难提高。
为了防止传感器直接承重而容易损坏，申请号为201920510528.1的实用新型专利公开了一种称重传感器和动态汽车衡，该称重传感器包括上支撑体和下支撑体，上支撑体和下支撑体之间设置有弹性变形体，弹性变形体外壁贴有应变片，弹性变形体受压后变形，应变片检测到变形后转换为电信号输送至处理***。由于利用弹性变形体承重，应变片不承重，可避免应变片被压损。但由于车辆在行驶过程中存在行驶方向的驱动力或刹车力，在垂直于行驶方向的横向方向上同时存在横向力，这些力也会造成弹性变形，因此会导致检测结果不准。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种动态称重传感器及其测量方法，能够消除驱动力或刹车力、横向力对测量结果的影响，提高检测的准确性，同时避免传感器直接承重而容易受损。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：动态称重传感器，包括上支撑件、下支撑件、敏感梁和敏感元件，所述敏感梁竖直设置，且其上端安装于上支撑件，下端安装于下支撑件，
所述敏感梁具有一前侧面、一后侧面、一左侧面以及一右侧面，所述前侧面与后侧面平行，左侧面与右侧面平行，且前侧面与左侧面垂直，所述前侧面、后侧面、左侧面和右侧面均设置有敏感元件，且敏感元件的位置满足：当敏感梁产生弯曲变形时，前侧面和后侧面上的敏感元件的变形量一致，左侧面和右侧面上的敏感元件的变形量一致。
进一步地，所述敏感梁为多根且呈阵列式分布。
进一步地，所述敏感元件为MEMS工艺生产的半导体应变计，该半导体应变计内设置有惠斯通电桥。
进一步地，每根敏感梁的顶部设置有上安装头，底部设置有下安装头；
所述上支撑件的下表面设置有上安装槽，下支撑件的上表面设置有下安装槽，每根敏感梁的上安装头安装于上安装槽，下安装头安装于下安装槽。
进一步地，所述上安装头与上安装槽间隙配合，下安装头与下安装槽间隙配合；
所述上安装槽的槽底设置有竖直的沉头通孔，所述沉头通孔内设置有螺钉，所述螺钉贯穿敏感梁后与下支撑件螺纹连接，螺钉与沉头通孔孔壁之间以及螺钉与敏感梁之间具有间隙，所有的螺钉的安装扭矩相同。
进一步地，所述下支撑件的上表面设置有竖直的导向柱，所述导向柱与上支撑件滑动配合。
进一步地，所述敏感梁的断面呈正方形。
上述动态称重传感器的测量方法，
将动态称重传感器固定安装在被测动态设备的移动轨迹上，确保敏感梁的左侧面和右侧面平行于被测动态设备的移动轨迹，前侧面和后侧面垂直于被测动态设备的移动轨迹；
动态设备经过上支撑件时，重量通过上支撑件传递至敏感梁，敏感梁产生压缩变形并带动前侧面、后侧面、左侧面和右侧面上的敏感元件产生变形，4个侧面上的敏感元件根据各自的变形量分别产生输出，将这4个侧面上的敏感元件的输出相加即得到敏感梁承受的重量信号。
进一步地，根据前侧面和后侧面上的敏感元件的输出差计算出动态设备的驱动力或者刹车力信号；根据敏感梁左侧面和右侧面上的敏感元件的输出差计算出动态设备的横向力信号。
进一步地，动态设备为车辆，根据产生输出的敏感梁位置得出车辆在车道内所处的位置；根据前后两根敏感梁之间的间距以及前后两根敏感梁产生输出的时间差计算出车辆的车速。
本发明的有益效果是：
1、敏感梁承重，敏感元件不承重，避免敏感元件受压而损坏。
2、敏感梁承重时，4个侧面上的敏感元件同时产生输出，这些输出相加可起到放大输出的作用，当动态设备重量较小、敏感梁压缩变形量较小时也能够产生足够的输出幅值，从而扩大了测量范围，小至摩托车，大至大货车等都可以进行有效测量。
3、当动态设备具有横向力、驱动力或刹车力时，敏感梁压缩变形的同时还会产生弯曲变形，弯曲时，一侧面受压，对应的另一侧面受拉，导致两个侧面的变形量不一致，因此只设置一个敏感元件时测量误差大。由于外力与弯曲应变呈线性相关，弯曲应变与敏感元件呈线性关系，本发明通过在敏感梁的前侧面、后侧面、左侧面和右侧面均设置一敏感元件，变形量不一致的两个侧面上的敏感元件的变形量相加，即可抵消两个侧面的弯曲变形，得到准确的压缩变形，从而消除驱动力或刹车力、横向力对测量结果的影响，保证测量准确性。
4、结构简单，生产制造难度较低，降低生产成本，适用于各种设备的动态称重，也可用于静态称重。
附图说明
图1是本发明的立体示意图；
图2是本发明的主视剖视示意图；
图3是敏感梁的俯视剖视示意图；
图4是敏感梁只承受重量的示意图；
图5是敏感梁承受重量的同时还受到驱动力或刹车力的示意图；
图6是敏感梁承受重量的同时还受到横向力的示意图；
附图标记：1—上支撑件；2—下支撑件；3—敏感梁；31—前侧面；32—后侧面；33—左侧面；34—右侧面；4—敏感元件；5—上安装头；6—下安装头；7—螺钉；8—导向柱；F—水平方向上的力，G—重量。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的动态称重传感器，如图1、图2和图3所示，包括上支撑件1、下支撑件2、敏感梁3和敏感元件4，所述敏感梁3竖直设置，且其上端安装于上支撑件1，下端安装于下支撑件2。
敏感梁3采用高强度材料，如任意一种高强度合金钢，受力后会产生弹性变形。上支撑件1用于支承被测动态设备，与被测动态设备直接接触，当被测动态设备运动到上支撑件1时，上支撑件1将被测动态设备的重量传递至敏感梁3，敏感梁3则会产生压缩变形，如图4所示。敏感元件4能够感应敏感梁3的变形并产生输出信号，输出信号的幅值与敏感梁3的变形量呈线性相关。下支撑件2用于支撑整个设备以及承重，上支撑件1和下支撑件2可采用高强度的板材。
所述敏感梁3具有一前侧面31、一后侧面32、一左侧面33以及一右侧面34，所述前侧面31与后侧面32平行，左侧面33与右侧面34平行，且前侧面31与左侧面33垂直，所述前侧面31、后侧面32、左侧面33和右侧面34均设置有敏感元件4，且敏感元件4的位置满足：当敏感梁3产生弯曲变形时，前侧面31和后侧面32上的敏感元件4的变形量一致，左侧面33和右侧面34上的敏感元件4的变形量一致。其中，前、后、左、右等方位是以被测动态设备的运动方向作为参照，将被测动态设备的前进方向作为前方，前侧面31和后侧面32垂直于被测动态设备的前进方向，左侧面33和右侧面34平行于被测动态设备的前进方向。如图3所示，图3中箭头的方向即为被测动态设备的前进方向。
敏感元件4通过自身变形产生输出，且输出幅值与变形量相关，当被测的动态设备存在水平方向上的力并将这种力传递至敏感梁3时，敏感梁3会产生弯曲变形，此时敏感梁3各个侧面的变形量不一致，为了消除弯曲变形带来的误差，敏感元件4的位置需要满足：当敏感梁3产生弯曲变形时，前侧面31和后侧面32上的敏感元件4的变形量一致，左侧面33和右侧面34上的敏感元件4的变形量一致。为了实现这一要求，敏感元件4具体可以有以下几种设置方式：1，前侧面31、后侧面32、左侧面33和右侧面34上均设置一个敏感元件4，这敏感元件4位于4个侧面的应变均匀区内，且4个敏感元件4处于同一高度。2，前侧面31、后侧面32、左侧面33和右侧面34上均设置一个敏感元件4，这敏感元件4位于4个侧面的应变均匀区内，且前后侧面上的敏感元件4相对于敏感梁3中心呈中心对称，左右侧面上的敏感元件4相对于敏感梁3中心呈中心对称。3、前侧面31、后侧面32、左侧面33和右侧面34上均设置2个、3个、4个或者更多的敏感元件4，且4个侧面上的敏感元件4的设置方式相同。
敏感梁3只承受重量时，只产生压缩变形，4个侧面上的敏感元件4的变形量相同，输出也相同。当动态设备具有横向力、驱动力或刹车力等水平方向上的力时，敏感梁3不仅产生压缩变形，这些水平方向上的力传递至敏感梁3的顶端时会导致敏感梁3产生弯曲变形，导致不同侧面的变形量不一致。假设动态设备存在刹车力，如图5所示，敏感梁3向前弯曲，前侧面31的压缩量大于敏感梁3的压缩变形，后侧面32的压缩量小于敏感梁3的压缩变形。假设动态设备存在朝右的横向力，如图6所示，敏感梁3向右弯曲，右侧面34的压缩量大于敏感梁3的压缩变形，左侧面33的压缩量小于敏感梁3的压缩变形。在这种情况下，如果只在敏感梁3上设置一个敏感元件4，难以准确地测量出敏感梁3的压缩变形量，测量误差大。而本发明在敏感梁3的4个侧面分别设置敏感元件4，能够同时检测前侧面31、后侧面32、左侧面33以及右侧面34的变形量，并且各个侧面的变形量与受到的作用力呈线性相关，敏感元件4的检测结果与各个侧面的变形量呈线性相关，假如出现如图5所示的情况时，前侧面31的变形量等于敏感梁3的压缩变形加上刹车力导致的弯曲变形，后侧面32的变形量等于敏感梁3的压缩变形减去刹车力导致的弯曲变形，因此，将前侧面31的变形量加上后侧面32的变形量即为敏感梁3的压缩变形的2倍，从而将刹车力导致的弯曲变形抵消掉。同理，将左侧面33和右侧面34的变形量相加也为敏感梁3的压缩变形的2倍，抵消掉横向力导致的弯曲变形。因此，本发明能够消除横向力、驱动力或刹车力等水平方向上的力带来的影响，保证检测的准确性。
上述动态称重传感器的测量方法为：
将动态称重传感器固定安装在被测动态设备的移动轨迹上，确保敏感梁3的左侧面33和右侧面34平行于被测动态设备的移动轨迹，前侧面31和后侧面32垂直于被测动态设备的移动轨迹。
动态设备经过上支撑件1时，重量通过上支撑件1传递至敏感梁3，敏感梁3产生压缩变形并带动前侧面31、后侧面32、左侧面33和右侧面34上的敏感元件4产生变形，4个侧面上的敏感元件4根据各自的变形量分别产生输出，将这4个侧面上的敏感元件4的输出相加即得到敏感梁3承受的重量信号。
敏感元件4的输出大小与侧面变形量呈正相关，因此，4个侧面上的敏感元件4的输出相加可以抵消横向力、驱动力或刹车力等水平方向上的力带来的影响，并且把检测结果放大为多倍，具体地，如果在每个侧面上设置一个敏感元件4，则将检测结果放大为4倍，如果在每个侧面上设置2个敏感元件4，则将检测结果放大为8倍，以此类推。当动态设备重量较小、敏感梁3的压缩变形量较小时也能够产生足够的输出幅值，从而扩大了测量范围，小至摩托车，大至大货车等都可以进行有效测量。
假如出现如图5所示的情况时，由于前侧面31的变形量等于敏感梁3的压缩变形加上刹车力导致的弯曲变形，后侧面32的变形量等于敏感梁3的压缩变形减去刹车力导致的弯曲变形，因此将前侧面31的变形量减去后侧面32的变形量即为刹车力导致的弯曲变形的2倍，那么根据前侧面31和后侧面32上的敏感元件4的输出差就能够计算出动态设备的驱动力或者刹车力。同样的，根据敏感梁3左侧面33和右侧面34上的敏感元件4的输出差就能够计算出动态设备的横向力大小。
敏感梁3可以是一根，检测面积小，因此，所述敏感梁3为多根，且呈阵列式分布，具体可以是矩形阵列、棱形阵列或者圆周阵列等，可根据被测动态设备的大小确定敏感梁3的数量以及间距，针对不同的动态设备制造具有不同数量敏感梁3的传感器。测量时，将各个敏感梁3上的敏感元件4的输出相加即可计算出被测动态设备的重量。
动态设备可以是各种水平运动的设备，作为一种较佳的实施方式：动态设备为车辆。具有呈阵列式分布的敏感梁3的传感器还可以检测车辆的以下参数：
根据产生输出的敏感梁3位置得出车辆所在的车道。具体地，汽车到达本传感器时，车轮与上支撑件1接触，接触位置下方的敏感梁3产生变形并输出信号，根据产生输出的敏感梁3位置可确定车轮的位置，根据车轮的位置即可计算出车辆所处的车道。
根据前后两根敏感梁3之间的间距以及前后两根敏感梁3产生输出的时间差计算出车辆的车速。汽车行驶时，车轮会先后经过在前后方向上排列的至少一列敏感梁3，任意选取一列敏感梁3中的两根作为参照，这两根敏感梁3之间的间距作为路程，产生输出的时间差作为时间，路程除以时间即为车辆的速度。
此外，还可以根据各个敏感梁3的输出计算出车辆轮胎额胎压等。
敏感元件4可采用压电片等现有元件，粘贴在敏感梁3上。作为优选的实施方式：所述敏感元件4为MEMS工艺生产的半导体应变计，该半导体应变计内设置有惠斯通电桥，具有集成度高，可靠，灵敏度大，性能稳定等优点。
敏感梁3的上端可直接插接于上支撑件1，下端插接于下支撑体2，作为优选的实施方式：每根敏感梁3的顶部设置有上安装头5，底部设置有下安装头6，上安装头5和下安装头6为长方体形的金属块，可与敏感梁3一体成型。
所述上支撑件1的下表面设置有上安装槽，下支撑件2的上表面设置有下安装槽，每根敏感梁3的上安装头5安装于上安装槽，下安装头6安装于下安装槽。具体地，上安装头5可与上安装槽过盈配合，下安装头6可与下安装槽过盈配合，为了保证每根敏感梁3受到的装配约束力相同，保证测量的准确性，作为优选的实施方式：所述上安装头5与上安装槽间隙配合，下安装头6与下安装槽间隙配合，配合间隙优选为0.05mm，避免上安装头5的侧面与上支撑件1之间、下安装头6的侧面与下支撑件2之间存在作用力，确保动态设备运动到上支撑件1上时，重量能够全部传递至敏感梁3。
同时，所述上安装槽的槽底设置有竖直的沉头通孔，所述沉头通孔内设置有螺钉7，所述螺钉7贯穿敏感梁3后与下支撑件2螺纹连接，螺钉7与沉头通孔孔壁之间以及螺钉7与敏感梁3之间具有间隙。螺钉7将上支撑件1、敏感梁3和下支撑件2连接为一个整体，提高整个传感器的稳定性和整体性。螺钉7与沉头通孔孔壁之间以及螺钉7与敏感梁3之间具有间隙。当被测动态设备将水平方向上的力传递至上支撑件1时，上支撑件1将该水平力传递至上安装头5，由于上安装头5与上安装槽间隙配合，上支撑件1可能会存在细微的水平移动，螺钉7与沉头通孔孔壁之间的间隙是为了避免螺钉7与沉头通孔孔壁接触而影响水平力的传递，确保水平力能够全部传递至上安装头5，使传感器准确地检测到被测运动部件的水平作用力。螺钉7与敏感梁3之间的间隙是为了保证敏感梁3产生弯曲变形时，敏感梁3的内壁不会与螺钉7接触，从而避免螺钉7阻挡敏感梁3的变形，确保检测的准确性。当敏感梁3呈阵列式分布时，所有的螺钉7的安装扭矩相同，确保每根敏感梁3受到的拉紧力相等，保证检测的准确性。
为了便于装配，所述下支撑件2的上表面设置有竖直的导向柱8，所述导向柱8与上支撑件1滑动配合。上支撑件1上设置有与导向柱8配合的导向孔，装配时，先将各个敏感梁3的下安装头6装入下支撑件2的下安装槽，将导向柱8对准导向孔，并将上支撑件1和下支撑件2相向移动即可，通过导向柱8的定位，各个敏感梁3的上安装头5能够准确进入上支撑件1的上安装槽。
敏感梁3可以是采用火车导轨的加工工艺制备的工字梁。优选的，所述敏感梁3的断面呈正方形。此外，敏感梁3也可以采用八方梁等。
本发明可以应用于货物静态称重场景，也可以应用于汽车不停车超载超限及高速路口ETC快速称重等动态称重场景。另外，还可以作为大型设备三维测力传感器使用。
本发明具有以下优点：
1、敏感梁3承重能力强，敏感元件4不承重，避免敏感元件4受压而损坏。
2、敏感梁3承重时，4个侧面上的敏感元件4同时产生输出，这些输出相加可起到放大输出的作用，当动态设备重量较小、敏感梁3压缩变形量较小时也能够产生足够的输出幅值，从而扩大了测量范围，小至摩托车，大至大货车等都可以进行有效测量。
3、每根敏感梁3的4片敏感元件4输出相加能够自动解耦刹车力、横向力等对输出信号带来的影响，保证测量的准确性。
4、结构简单，生产制造难度较低，降低生产成本。
5、除重量外，还可以测量车速、车辆位置等信息。
Claims (10)
1.动态称重传感器，包括上支撑件(1)、下支撑件(2)、敏感梁(3)和敏感元件(4)，所述敏感梁(3)竖直设置，且其上端安装于上支撑件(1)，下端安装于下支撑件(2)，其特征在于：
所述敏感梁(3)具有一前侧面(31)、一后侧面(32)、一左侧面(33)以及一右侧面(34)，所述前侧面(31)与后侧面(32)平行，左侧面(33)与右侧面(34)平行，且前侧面(31)与左侧面(33)垂直，所述前侧面(31)、后侧面(32)、左侧面(33)和右侧面(34)均设置有敏感元件(4)，且敏感元件(4)的位置满足：当敏感梁(3)产生弯曲变形时，前侧面(31)和后侧面(32)上的敏感元件(4)的变形量一致，左侧面(33)和右侧面(34)上的敏感元件(4)的变形量一致。
2.如权利要求1所述的动态称重传感器，其特征在于：所述敏感梁(3)为多根且呈阵列式分布。
3.如权利要求1所述的动态称重传感器，其特征在于：所述敏感元件(4)为MEMS工艺生产的半导体应变计，该半导体应变计内设置有惠斯通电桥。
4.如权利要求1或2所述的动态称重传感器，其特征在于：所述敏感梁(3)的顶部设置有上安装头(5)，底部设置有下安装头(6)；
所述上支撑件(1)的下表面设置有上安装槽，下支撑件(2)的上表面设置有下安装槽，每根敏感梁(3)的上安装头(5)安装于上安装槽，下安装头(6)安装于下安装槽。
5.如权利要求4所述的动态称重传感器，其特征在于：所述上安装头(5)与上安装槽间隙配合，下安装头(6)与下安装槽间隙配合；
所述上安装槽的槽底设置有竖直的沉头通孔，所述沉头通孔内设置有螺钉(7)，所述螺钉(7)贯穿敏感梁(3)后与下支撑件(2)螺纹连接，螺钉(7)与沉头通孔孔壁之间以及螺钉(7)与敏感梁(3)之间具有间隙，所有的螺钉(7)的安装扭矩相同。
6.如权利要求4所述的动态称重传感器，其特征在于：所述下支撑件(2)的上表面设置有竖直的导向柱(8)，所述导向柱(8)与上支撑件(1)滑动配合。
7.如权利要求1所述的动态称重传感器，其特征在于：所述敏感梁(3)的断面呈正方形。
8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的动态称重传感器的测量方法，其特征在于，
将动态称重传感器固定安装在被测动态设备的移动轨迹上，确保敏感梁(3)的左侧面(33)和右侧面(34)平行于被测动态设备的移动轨迹，前侧面(31)和后侧面(32)垂直于被测动态设备的移动轨迹；
动态设备经过上支撑件(1)时，重量通过上支撑件(1)传递至敏感梁(3)，敏感梁(3)产生压缩变形并带动前侧面(31)、后侧面(32)、左侧面(33)和右侧面(34)上的敏感元件(4)产生变形，4个侧面上的敏感元件(4)根据各自的变形量分别产生输出，将4个侧面上的敏感元件(4)的输出相加即得到敏感梁(3)承受的重量信号。
9.如权利要求8所述的动态称重传感器的测量方法，其特征在于：根据前侧面(31)和后侧面(32)上的敏感元件(4)的输出差计算出动态设备的驱动力或者刹车力；根据敏感梁(3)左侧面(33)和右侧面(34)上的敏感元件(4)的输出差即可计算出动态设备的横向力。
10.如权利要求8所述的动态称重传感器的测量方法，其特征在于：动态设备为车辆，根据产生输出的敏感梁(3)位置得出车辆在车道内所处的位置；根据前后两根敏感梁(3)之间的间距以及前后两根敏感梁(3)产生输出的时间差计算出车辆的车速。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010254618.6A CN111397714A (zh) | 2020-04-02 | 2020-04-02 | 动态称重传感器及其测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010254618.6A CN111397714A (zh) | 2020-04-02 | 2020-04-02 | 动态称重传感器及其测量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111397714A true CN111397714A (zh) | 2020-07-10 |
Family
ID=71437497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010254618.6A Pending CN111397714A (zh) | 2020-04-02 | 2020-04-02 | 动态称重传感器及其测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111397714A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112781699A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-11 | 杭州电子科技大学 | 一种基于多悬臂梁结构的动态称重装置及其称重方法 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2237234Y (zh) * | 1994-12-06 | 1996-10-09 | 叶庆昭 | 全电子式轴重动态称重平台 |
| CN101625254A (zh) * | 2009-07-20 | 2010-01-13 | 江西省交通运输技术创新中心 | 压电式动态条形称重板 |
| CN102466489A (zh) * | 2010-11-15 | 2012-05-23 | 中国科学院微电子研究所 | 多压电传感器点阵***及多压电传感器阵列*** |
| CN102564549A (zh) * | 2012-01-18 | 2012-07-11 | 郑州衡量电子科技有限公司 | 车辆动态测重阵列压电传感器 |
| CN202382829U (zh) * | 2011-12-26 | 2012-08-15 | 宁波博达电气有限公司 | 一种压式传感器 |
| CN202734933U (zh) * | 2012-06-12 | 2013-02-13 | 宁波职业技术学院 | 一种车辆动态称重装置 |
| CN202928671U (zh) * | 2012-07-11 | 2013-05-08 | 绵阳市奇石缘科技有限公司 | 工字梁式车辆动态称重传感器 |
| CN104142172A (zh) * | 2013-05-08 | 2014-11-12 | 宁波博达电气有限公司 | 一种数字称重传感器及其安装方法 |
| CN104142173A (zh) * | 2013-05-08 | 2014-11-12 | 宁波博达电气有限公司 | 一种数字称重传感器及其接线方法 |
| CN104884913A (zh) * | 2012-12-19 | 2015-09-02 | 梅特勒-托利多公开股份有限公司 | 具有补偿由于未对准误差的装置的称重传感器 |
| CN108061595A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-22 | 四川奇石缘科技股份有限公司 | 一种交警治理货车超限超载非现场执法检测***及方法 |
| CN209214817U (zh) * | 2019-01-10 | 2019-08-06 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种轴销式单轴径向测力传感器 |
| CN209764241U (zh) * | 2019-04-15 | 2019-12-10 | 北京万集科技股份有限公司 | 动态汽车衡 |
-
2020
- 2020-04-02 CN CN202010254618.6A patent/CN111397714A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2237234Y (zh) * | 1994-12-06 | 1996-10-09 | 叶庆昭 | 全电子式轴重动态称重平台 |
| CN101625254A (zh) * | 2009-07-20 | 2010-01-13 | 江西省交通运输技术创新中心 | 压电式动态条形称重板 |
| CN102466489A (zh) * | 2010-11-15 | 2012-05-23 | 中国科学院微电子研究所 | 多压电传感器点阵***及多压电传感器阵列*** |
| CN202382829U (zh) * | 2011-12-26 | 2012-08-15 | 宁波博达电气有限公司 | 一种压式传感器 |
| CN102564549A (zh) * | 2012-01-18 | 2012-07-11 | 郑州衡量电子科技有限公司 | 车辆动态测重阵列压电传感器 |
| CN202734933U (zh) * | 2012-06-12 | 2013-02-13 | 宁波职业技术学院 | 一种车辆动态称重装置 |
| CN202928671U (zh) * | 2012-07-11 | 2013-05-08 | 绵阳市奇石缘科技有限公司 | 工字梁式车辆动态称重传感器 |
| CN104884913A (zh) * | 2012-12-19 | 2015-09-02 | 梅特勒-托利多公开股份有限公司 | 具有补偿由于未对准误差的装置的称重传感器 |
| CN104142172A (zh) * | 2013-05-08 | 2014-11-12 | 宁波博达电气有限公司 | 一种数字称重传感器及其安装方法 |
| CN104142173A (zh) * | 2013-05-08 | 2014-11-12 | 宁波博达电气有限公司 | 一种数字称重传感器及其接线方法 |
| CN108061595A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-22 | 四川奇石缘科技股份有限公司 | 一种交警治理货车超限超载非现场执法检测***及方法 |
| CN209214817U (zh) * | 2019-01-10 | 2019-08-06 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种轴销式单轴径向测力传感器 |
| CN209764241U (zh) * | 2019-04-15 | 2019-12-10 | 北京万集科技股份有限公司 | 动态汽车衡 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李永霞: "《传感器检测技术与仪表》", 31 August 2016 * |
| 盛炳乾 等: "《工业过程测量与控制》", 30 April 1994 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112781699A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-11 | 杭州电子科技大学 | 一种基于多悬臂梁结构的动态称重装置及其称重方法 |
| CN112781699B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-05-17 | 杭州电子科技大学 | 一种基于多悬臂梁结构的动态称重装置及其称重方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7942048B2 (en) | System for detecting the pressure in a vehicle tire and/or the speed of the vehicle | |
| CN102072791B (zh) | 动静态四合一轨垫传感器 | |
| US20100292953A1 (en) | Method for ascertaining the pressure and the profile depth in a vehicle tire | |
| US10416032B2 (en) | Optical fiber detection device with steel rail as elastomer and railway overload and unbalanced load detection system | |
| US10365186B2 (en) | Diagnostic device for detecting an out-of-roundness on railway vehicle wheels in accordance with an impulse evaluation method | |
| CN204978387U (zh) | 用于车辆载重的称量***及汽车 | |
| US20130220709A1 (en) | System and method for weighing vehicles in motion | |
| CN111397714A (zh) | 动态称重传感器及其测量方法 | |
| CN212458608U (zh) | 板式轴销称重传感器 | |
| CN113758550B (zh) | 一种基于中介物应变测量的半挂车车载称重装置 | |
| CN112697249B (zh) | 一种动态车辆超限判定方法及判定*** | |
| CN110608840B (zh) | 踏面制动式测力构架的制动力系测试结构及其制作方法 | |
| JP2003270029A (ja) | 車両重量測定方法、車両軸重計測システム、及び過積載車両警告システム | |
| CN211401386U (zh) | 动态称重传感器及动态称重装置 | |
| CN112050920B (zh) | 一种多点组合动态称重检测设备 | |
| CN201555681U (zh) | 动静态四合一轨垫传感器 | |
| US4339010A (en) | Apparatus for weighing transport vehicles in motion | |
| CN214121388U (zh) | 动态称重汽车衡 | |
| CN107131937A (zh) | 动态智能称重防作弊四段复合式防滑秤台 | |
| RU201172U1 (ru) | Устройство для градуировки систем взвешивания транспортных средств в движении | |
| CN204978388U (zh) | 一种用于车辆载重的称量装置及汽车 | |
| CN111664925A (zh) | 窄条应变称重传感器、窄条阵列动态衡及其使用方法 | |
| CN110268237A (zh) | 用于检测移动到秤上的负载的重量的方法和设备 | |
| CN112414528A (zh) | 一种窄条弹性板式动态称重方法及*** | |
| CN207019768U (zh) | 防作弊动态智能称重四段复合式防滑秤台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Xiaofang Inventor after: Zhang Jihua Inventor before: Li Xiaofang |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210224 Address after: 621032 No.7, group 7, Fushui village, Taiping Township, Youxian District, Mianyang City, Sichuan Province Applicant after: Li Xiaofang Applicant after: Chengdu Maike Technology Co.,Ltd. Address before: 621032 No.7, group 7, Fushui village, Taiping Township, Youxian District, Mianyang City, Sichuan Province Applicant before: Li Xiaofang |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200710 |