石英式动态地磅的设计要求

　　石英式动态地磅主要是为了对高速公路上正常行驶的车辆进行动态不停车称重，用于超载判别和处罚，那么设计石英式动态地磅有哪些要求呢？

　　石英式动态地磅的设计要求如下：

　　一、系统组成及工作原理

　　1.系统组成

　　石英式动态地磅主要由称重石英压电传感器、电荷放大器、数据采集卡、动态称重控制器、指示装置、野外机柜等构成。
　　其中地面传感装置包括石英压电传感器、环形线圈两部分。

　　2.工作原理

　　石英式动态地磅的工作原理是当车辆正常通过传感器时，每个车轮的的动态车轮力施加到传感器表面，石英传感器压电效应将车轮力转化为电荷信号，电荷信号经过电荷放大器的放大和高、低通滤波处理后进入数据采集卡，采集卡完成模拟电荷信号到数字电压信号得转化，称重控制器通过PCI总线获取采集卡数字电压信号后经过系统软件的分析运算得到车辆轴载荷以及总载荷信息，称重结果在指示装置进行显示，完成一辆车的称重过程。

　　3.检测数据

　　本系统检测数据全面，配合车牌识别装置，可获得轴载荷、总载荷、轴型、轴间距、总轴距、轴数、车型、车长、车牌号、通过速度、通过加速度、通过时间、通过车道、违例等14项车辆信息参数，其中绝大多数来源于石英压电传感器的信号。

　　二、关键技术的实现

　　本系统与国内其它动态称重系统相比，最显著的优势在于真正突破实现了对高速公路通行车辆的轴载测量，而高速状态下动态称重功能的实现和轴载测试精度则主要依赖于先进的石英压电传感器和优良的动态称重轴载计算方法。同时，系统低功率的特点很好地满足了系统在无法进行电缆供电路段安装应用的需求。

　　1.石英压电传感器

　　（1）.压电材料

　　本传感器采用石英晶体片作为压电材料，该材料的主要性能特点是：压电常数小，时间和温度稳定性极好，机械强度和品质因素高，且刚度大，固有频率高，动态特性好居里点573℃，无热释电性，且绝缘性、重复性均好。

　　（2）.结构设计

　　本传感器的传力板和承力板均为整体结构，并为刚性金属构件，它们之间置有均匀分布的压电元件和传力片，压电元件和传力片外侧设有绝缘套和屏蔽定位环，绝缘密封层将其余空间填满；预紧螺栓将传力板，承重板以及置于它们之间的压力感应单元联结，它既是传力板和称重板的结构连接部件，又构成了压力感应单元的预紧装置；定位环将传力板和承重板准确定位并防止水平方向位移。

　　（3）.特点

　　传感器在公路车辆运行状态下的轴载荷测量中已进行了广泛的使用。

　　2.轴载计算方法

　　动态称重时，车轮通过称重装置的时间很短，并且有很多的干扰因素。因此如何准确测出真实轴重就成为动态称重系统的技术难点和关键。目前车辆动态称重数据处理方法主要有：滤波法，积分法，经验模态分解法和模拟参数评估法。

　　3.动态称重控制器

　　一般的工控机智能采用电缆供电，因此严重制约了动态称重系统向、嵌入式方向发展。本系统采用鹰衡最新研发的低功率嵌入式数据采集一体机，取代传统的工控机进行数据采集，从而使整个系统得以在低功率下正常工作。