压电石英称重传感器及其在动态公路车辆称重系统中的应用

压电式动态称重传感器优化方法研究作者：崔啸华，等来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2015年第2期崔啸华1 李浩2 （1.长安大学政治与行政学院；2.西藏民族学院西藏光信息处理与可视化技术重点实验室）摘要：目前我国所使用的动态汽车衡对重车行车速度和行驶状态十分敏感，针对这一问题，利用压电石英传感器的电敏特性，通过研究其布局，利用改进型Cebon 算法对传感器的布局进行了优化。

结果表明：优化后的传感器对重车行驶速度及行驶状态的敏感度下降了40%。

关键词：道路工程重载公路压电石英传感器动态称重0 引言随着我国经济跨越式发展，汽车保有量与日俱增，特别是货运汽车，增量尤为明显。

据统计2014 年我国各类货运汽车销量突破300 万量。

这种井喷式的增长所引起的直接问题就是道路的拥堵。

例如2014 年9-12 月京藏高速堵车达90 天以上，堵车带来的经济损失甚至超过了货运成本。

导致这种现象的原因很多，最主要的有：路网设置不合理、道路资源匮乏、公路管理自动化程度低等。

对于前两种问题的解决方法只能通过政府部门长期不间断的加大基础设施建设去克服，而对于公路管理的问题可以通过科学的方法进行改进。

目前重车拥堵的很大原因在于收费站点效率低，一辆重车进入收费站点进行称重收费，在无纠纷的情况下至少需要20分钟。

部分地区使用弯板式动态汽车衡，因其对重车行驶状态和速度较为敏感，因此通过速度较低，且容易发生纠纷。

因此如能找出一种称量精度高且对重车过称速度和状态不敏感的动态汽车衡就显得意义重大。

1 称重传感器的选取传统的动态汽车衡主要依靠形变对惠斯顿电桥产生的倾斜大小来得到重量的，如果重车的行驶状态在过秤时突然改变，如突然加速或减速，对称量结果影响很大，因此稳定性较差。

压电传感器是基于压电材料的压电效应来测量汽车质量的，这种传感器利用压电材料的单方向受力敏感特性，当车轮通过其表面时会产生电荷，且具有只对一种方向的受力敏感的特性，石英SiO2 是一种天然的压电材料，当其表面受到外力作用时便会产生电荷，用于制造压电石英动态汽车传感器的石英晶体需要置于高温、高压（1000bar，400℃）下培养一周，再利用光学晶体测角仪测量出其晶体的方向，不同晶体只对一种方向的受力敏感。

第27卷第8期2006年8月仪器仪表学报Chinese Journal of Scient ific InstrumentVo l127No18A ug12006车辆动态称重技术*程路张宏建曹向辉(浙江大学工业控制技术国家重点实验室杭州310027)摘要随着公路运输业和商业贸易的发展,车辆动态称重技术已成为车辆载荷测量的关键技术和发展方向。

文中对车辆动态称重系统的结构和弯板、压电传感器、单传感器及光纤传感器4种常用的动态称重传感器进行了介绍,并对系统产生的轴重信号进行了分析,重点讨论和研究了算术平均、神经网络、系统辨识等运用到车辆动态称重系统中的算法,并且阐述了今后的发展趋势。

关键词动态称重传感器轴重信号处理汽车中图分类号T P273.5文献标识码A国家标准学科分类代码510.8040Vehicle weigh-in-motion technologyCheng Lu Zhang H ong jian Cao Xiang hui(N ational key Labor ator y of I ndustr ial Contr ol T echnol ogy,Zhej iang Univers ity,H angz hou310027,China)Abstract A long w ith the development of the highw ay transpo rtation and trade,vehicle w eigh-in-m otion be-comes the key techno logy and the trend o f measuring traffic loads1T he paper presents the structure of vehicle WIM system and four ty pes of commo nly used WIM sensors:bending plate,piezoelectric sensor,load cell and fiber optic sensor1T he output signal of ax le load in the WIM sy stem is analyzed1Sever al alg orithm s used in veh-i cle WIM system,such as arithmetic averaging,neural netw ork and sy stem identification are deeply dis-cussed1The future trend for WIM is also described.Key words w eig h-in-motion sensor ax le load sig nal pro cessing vehicle1引言车辆的负荷对公路和桥梁的设计有着十分重要的意义。

９ ２
第 ２期 ２１ ０ ２年 ３月
压 电石 英 称 重传 感器 在公 路 动态 称 重 中的应 用
李晓 宝 ，简 水珍 。 恢 湘 ，彭
（． 西 省 交 通 科 学研 究 院 ，江西 南 昌 ３０ ３ ；２ 新余 市 公 路 管 理 局 ，江 西 新 余 １江 ３０８ ． ３８２） ３ ０ ５
较 高 的测量精 度 和使用 寿命 。
２ ２ 技术原 理 ．
３ 压 电式 传 感器 在 动 态 称 重 系 统 中 的 应 用
３ １ 系统 集成 形式 ．
应 用压 电式 传感 器 的公 路 动态称 重 系统 的构成 如 图 ３所示 。通 过安装 在最 上 游和最 下游 的感应 线
圈 ， 测进 入和 退 出测 量 区域 的 车辆 。根据 感 应 线 检
弓ｆ 高 时 速 重∑ 感 输 ×度 了 共 低 时轴 ＝传 器 出速
．
轮 胎
时 间
（ 般小 于 ５年） ３ 一 ；）不适 宜 车辆 较 高速 度 通过 。这 些缺 点影 响 了称 重 系 统 的 准确 性 和 使用 效 率 ， 使 且 系统 维护 成本 较高 。
轴 重 感 应
翼缘 的两个 平 面形成 的矩形 通 孔（ 图 ２所 示 ） 如 。
高 速度 的车辆 通过 动态 称重 系统 的 问题 。通 过选 择 合适 的晶片材 料 ， 以较 大 幅度 提 高 传感 器 的 使 用 可 寿命 ， 降低称 重系统 对传 感器 的维 修频 次 ， 大幅延 长 传感 器更 换 时间 ， 节省 系统 费用 。通过合 适 的屏蔽 、 防腐 蚀设 计 ， 传感 器可 以在 恶 劣 环境 下 工 作 且 具 有
压 电式 传 感 器 由于 其 体积 较 小 ， 度也 小 于 轮 宽 胎接 触 地面 面积 ， 载在 传 感 器 上 的 重量 是 轮 胎 接 荷

Ｂ ９ ３１２的方 法 ， 到参 考 车 辆 总 重 的 约 定 真 值 。 ． ．．． 得 通过 我所 对动 态公 路 车辆 自动衡 器设 备 （ 系统 ） 个 两
目前 四川省 动 态 公 路 车 辆 自动 衡 器 设 备 （ 系统 ）
的称重传 感器有应 变式 、 振弦式 、 石英 晶体式 三种。 应变式称重传感器 主要应用在静态衡 中， 弦式 、 振 石 英晶体式传感器主要应用在动态测重技术 （ Ｍ） ＷＩ 和 不停 车 收费 （ Ｔ 。那么 它们 应用 到高 速公路 收费 岛 Ｅ Ｃ）
３１ ０ ｋｇ ８０
周期的检定和一次期间核查 以及一些专 门测试 ， 来谈 谈动态公路车辆 自动衡器设备 （ 系统 ） 目前存 在的主
要 问题 。
２ 产 生 系统误差 因素 分析
动态公路车辆 台）轮胎判别器、 、 车辆分离器、 称重数据处
实 际加 油 量 ； — — 提前关 阀量 实 际加 油 量 与 △
显示值差值 （ 常数） Ｅ ；
差。
加油 机非 预置计量 误差 ；
加 油机 预 置 计 量误
Ｅ — — 提前关 阀量误 差 ； Ｅ
由 （ ） 可 看 出 ： 预 置 加 油 （ 磁 阀 不 起 作 用 ２式 非 电
维普资讯
囫
《 量 测 技 ｏ年 ３卷 １期 计 与 试 术 ０ 第４ 第０ ７
从 系统 误差 看 动 态公 路 车辆 自动衡 器存 在 的 问题
Ａ ａ ｓ ｅ ｒｂｅ ｓｏ ｅ ｕｏ ａ ｃ ｎｔ ｍｅ ｔｆ ｒＷｅ ｈｎ ｎ ｌ ｉｏ ｔ ｏｌ ｔ ｔ ｔ ｓ ｕ ｎｓ ｏ ｉ ｉ ｙ ｓｆｈ Ｐ ｍ ｆｈ Ａ ｍ ｉ Ｉ ｒ ｇ ｇ Ｒ ａ ｅ ｉｅ ｔ ｎ ｒｍ ｅＳ ｓ ｍ Ｅ ｒｒ ｏｄＶ ｈｃ ｓｉ Ｍｏ ｏ ｏ ｔ ｙｔ ｒ ｌ ｎ ｉ ｆ ｈ ｅ ｏ 邵 勇强

桥式称重力学构造+T型主梁结构
高可靠性防水传感器
4、非现产品对比
3）平板式：电阻应变式传感器，源于铁路轨道衡技术。 与传统弯板相比：对称重力学结构和桥式传感器组进行改进和优化。 采用T型主梁结构，避免车辆横向力干扰。
路面安装：横向宽度80cm，开挖深度40cm。 属于近3年公路动态称重领域一个新工艺新产品。
二、具备静态称重能力，能够在车辆静止在承载器上时准确 称重；
三、动态称重工作车速宽达0-120km/h,在车辆超低速过衡或 走走停停的情况下能够准确称重，车辆高速通过时也能够 准确称重，精度均达到5级，完全适应实际道路行车的复杂 环境 ；
5、平板式称重产品介绍
（4）系统优势
四、车辆全向通行检测：本系统能够在多车同时跨车道行驶、 碾压称重台板连接缝行驶、同一检测区正逆行双向行驶等 特殊行驶情况下准确检测车货总重，称量准确度达到国家 动态衡器5级标准；
主流称重产品对比
4、非现产品对比
主要分类
不停车动态 称重衡
弯板式 平板式
电阻应变类
压电薄膜式
压电石英式
压电陶瓷式
压电类
4、非现产品对比
1）石英式：计重传感器---石英晶体传感器，压电效应。
优点： 路面破坏性小、施工安装方便、10km/h以上，可达国标5级（检定误差 ≤2.5%；使用误差≤5.0%）） 。
• 能够对特殊状态下通过称重系统的车辆进行有效称量
5、平板式称重产品介绍
（3）产品Leabharlann 性-安装➢ 整体式浇筑 ➢ 无缝安装 ➢ 封路时间短 ➢ 安装路段适应性好
5、平板式称重产品介绍
（3）产品特性-安装
• 该产品安装方式为独特一体化，无缝安装方式，称体和公路 直接无缝连接，且车辆通行称台不晃动，提高了称重准确性， 且极大的提高了寿命和稳定性。同时使用高强度速凝安装材 料，使得台面基坑开挖后10小时内即可通车，且安装材料强 度达到C50以上，使得这个设备基础强度和寿命远超同类产 品，进一步提高了称重稳定性和寿命，特别适合大流量高负 荷的检测要求。

称重传感器及其应用一、称重传感器介绍（一）简介室称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。

用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。

在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。

主要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。

（二）称重传感器的分类称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类，以电阻应变式使用最广。

1．光电式包括光栅式和码盘式两种。

光栅式传感器利用光栅形成的莫尔条纹把角位移转换成光电信号（图2）。

光栅有两块，一为固定光栅，另一为装在表盘轴上的移动光栅。

加在承重台上的被测物通过传力杠杆系统使表盘轴旋转，带动移动光栅转动，使莫尔条纹也随之移动。

利用光电管、转换电路和显示仪表，即可计算出移过的莫尔条纹数量，测出光栅转动角的大小，从而确定和读出被测物质量。

码盘式传感器（图3）的码盘（符号板）是一块装在表盘轴上的透明玻璃，上面带有按一定编码方法编定的黑白相间的代码。

加在承重台上的被测物通过传力杠杆使表盘轴旋转时，码盘也随之转过一定角度。

光电池将透过码盘接受光信号并转换成电信号，然后由电路进行数字处理，最后在显示器上显示出代表被测质量的数字。

光电式传感器曾主要用在机电结合秤上。

2．液压式在受被测物重力P作用时，液压油的压力增大，增大的程度与P成正比。

测出压力的增大值，即可确定被测物的质量。

液压式传感器结构简单而牢固，测量范围大，但准确度一般不超过1/100。

3．电容式它利用电容器振荡电路的振荡频率f与极板间距d 的正比例关系工作(图6 )。

极板有两块，一块固定不动，另一块可移动。

在承重台加载被测物时，板簧挠曲，两极板之间的距离发生变化，电路的振荡频率也随之变化。

科技信息1.选地苗圃地应选择地势较平坦、土层肥沃、灌溉方便、无病虫危害史、土壤的通透性良好，最好选择固定、半固定沙地或覆沙地。

2.整地紫穗槐育苗，对土壤要求不严，一般土地均可作为育苗地。

常用大田播种，土地经过施肥、翻耕、耙平，用耧播种。

3.做床深耕20-30厘米，苗床宽1.5-2米。

4.种子处理播种前种子处理方法一般采用两种：（1）温水浸种。

用50℃～60℃的温水，浸泡种子一昼夜，使种皮吸水软化，捞出后用“生豆芽”法进行催芽。

催芽期间，每天用水冲洗1次，待种子大量裂嘴时进行播种。

（2）碾种法。

把种子摊放在石碾上，厚度5-8厘米，边压边翻动，待有六七成的种子已去掉荚皮或破荚，用温水浸种24小时左右，有三分之二的种子吸水膨胀后捞出来，放在室内或温暖的地方，按前一种方法进行催芽。

5.播种（1）先开沟播种后浇水，两天后土壤不粘时耙一遍，出苗易。

（2）落水播种。

先将床内耙松的表土刮出去放在床外，然后向床内放水，待水快渗完时将种子均匀撒在床内，再将刮放在一旁的土覆盖在上面。

覆土厚度一般为1-2厘米。

6.施肥每亩用硫酸亚铁10-15公斤，过磷酸钙40-50公斤，尿素或二铵30-40公斤。

7.苗期管理苗木生长期灌水2-4次，每次灌水可追施尿素5-8公斤，灌水后要及时松土除草。

8.起苗起苗时应保证苗木不受损伤，要使苗木根系完整，及时包捆装运，不能及时装运的，要临时进行假植。

参考文献［1］卢宗凡,谢永生,王继军.陕北生态环境建设特点与典型模式分析［J］.水土保持研究,2003,10(4).［2］李庆录,金小平.沙棘种植技术及其资源开发与利用［J］.农业科技与信息,2012,(13):33-34.［3］戴荣强.沙棘植苗造林技术要点［J］.科技园地,1999(3):31-31.［4］张青喜,徐丽梅.多用途植物——紫穗槐［J］.中国林业,2010(10): 35-35.［5］谢力文.紫穗槐造林技术要点［J］.安徽林业,2003(5):9-9.［6］王海江,李安辉.干旱地区雨季造林的有利因素和造林技术［J］.当代生态农业,2012(1):67-68.此方法更多地应用于低湿地区，如河边、沟塘等土壤含水量高的地区。

国道石英式非现场科技治超系统设计方案2019年1月目录一、概述.................................................................................................... 错误!未指定书签。

二、设计依据............................................................................................ 错误!未指定书签。

三、设计目标............................................................................................ 错误!未指定书签。

四、非现场执法系统方案设计................................................................ 错误!未指定书签。

4.1需求分析...................................................................................... 错误!未指定书签。

4.2系统技术参数.............................................................................. 错误!未指定书签。

4.3非现场执法系统组成.................................................................. 错误!未指定书签。

4.4系统布局图.................................................................................. 错误!未指定书签。

动态称重系统集成及车型识别方法研究许凯泉，马俊（江西省交通科学研究院，江西南昌330200）摘 要：随着交通事业的迅猛发展及汽车保有量的增加，公路运输车辆超载超限现象也越来 越普遍，严重影响桥梁结构安全，降低公路使用寿命，给正常交通秩序带来了极大的安全隐 患。

针对道路运营管养中迫切的实际需求，本文基于动态精确称重技术对动态称重系统集成、 车辆分类及车型匹配识别方法展开研究，并提出了一种改进的、更精确快速的车型数据匹配方法。

关键词：动态称重；系统集成;荷载；车辆参数;数据匹配0前言由于车辆超限超载现象的普遍存在，对社会、经济、环境以及道路安全都造成严重影响。

国内许多机构一直在研究一种精度高、误差小、通行速度快的动态称重系统，目前国内在高速公路上应用非常广泛的动态称重系统（Weigh in Montion,简称WIM ）,依然存在称重误差较大的问题,容易造成收费站拥堵,大大降低了高速公路的服务水平,因此亟需研究开发更高精度的动态汽车称重系统°1动态称重系统组成传统的固定超限超载检测站已经不能满足现今治理超限的要求,动态称重系统可以在车辆正常行驶情况下,对车辆进行车牌识别及称重,但是对车辆的通行速度有一定的限制，因此随着交通量的增长，人工收费站经常会出现因交费堵车现象，于是我们不由得联想到采用稳定的压电石英传感器,利 用计算机采集技术与集中收费数据处理,从而达到快速、稳定、准确地完成缴费的目的。

此类动态称重系统的实施在提高高速公路收费效率、方便用户快 捷通行、提升行业服务形象、减少环境污染等方面起到了重要的作用。

动态称重系统及车牌识别系统由动态称重系统（WIM 系统）、车牌识别系统、信息显示与报警系统以及用来数据展示和实时监测的软件系统等组成。

硬件设备包括石英雅典传感器、数据传感器、感应线圈、车牌识别系统、LED 显示屏、终端管理设备、机柜等，如图1所示：图1两车道系统组成示意图项目基金:江西省交通运输厅科技项目：动态称重系统集成及公路车辆荷载特性研究（2015A0058）作者简介:许凯泉（1988-），男，江西抚州人，硕士研究生，中级工程师，主要从事道路桥梁检测、技术开发研究工作°・56・1.1系统工作流程(1)车辆驶入检测区域时，依次通过前地感线圈、石英压电传感器、后地感线圈、石英压电传感器遥(2)当车辆经过前地感线圈时,触发动态称重开始称重，同时触发相机进行抓拍°(3)在车辆经过检测区域后，动态称重数据处理器将采集到的数据进行自动识别处理,计算出该车的整车重量、车速、轴载、车型、偏载等信息，通过数据接口发送至系统软件。

压电石英式称重传感器它是一种新型的传感器
发表日期：2011-2-12 已经有268位读者读过此文
压电石英式称重传感器，它是一种新型的传感器，近几年由于其性能得到较大的提高，目前得到一定的应用。石英传感器的温漂极小，低速、高速状态下都可进行称量，同时石英的物理特性比较稳定，其灵敏度随时间变化较小。压电石英称重传感器是利用石英晶体的纵向压电效应将重量信号转换成电信号的装置。与其他采用的传感器相比较有以下优点：(1)量程范围广，结构紧凑、体积小、重量轻；(2)灵敏度高，测量值可到上百吨载荷，又能分辨出小至几公斤的动态力.
(3)刚度大，固有频率高(几十千赫以上)，是同尺寸应变式称重传感器的8倍，动态响应快；(4)时间老化率低，无热释电现象，工作可靠性高，寿命长；(5)对温度的敏感性低，灵敏度变化极小，长期稳定性好；(6)在使用时不用事先调整平衡，操作方便。石英晶体敏感元件惟一的缺点是不能在长时间内进行静态测量。综上所述，完全可以选择压电石英称重传感器作为动态称重系统的轴重称重传感器。称重传感器数量的选择是根据电子衡器的用途、秤体需要支撑的点数(支撑点数应根据使秤体几何重心和实际重心重合的原则而确定)而定。一般来说，秤体吊钩秤就只能采用一个传感器，一些机电结合秤就应根据实际情况来确定选用传感器的个数。称重系统的称量值越接近传感器的额定容量，则其称量准确度就越高，但在实际使用时，由于存在秤体自重、皮重及振动、冲击、偏载等，因而不同称量系统选用传感器的量限的原则有很大差别。作为一般规则，可有： 单传感器静态称重系统：固定负荷（秤台、容器等）+ 变动负荷（需称量的载荷）≤所选用传感器的额定载荷 X 70% 多传感器静态称重系统：固定负荷（秤台、容器等）+ 变动负荷（需称量的载荷）≤选用传感器额定载荷 X 所配传感器个数 X 70%,其中70%的系数即是考虑振动、冲击、偏载等因素而加的。

一
由计算机完成 ，转换速度可高达 １００次／ ００ 秒。ＡＤ ／
数据采集系统采用密闭结构可长期开机运行。 ２３ 中 央控 制 器 系 统 ，该 部 分 是 整 个 收 费 系 － 统的核心部件 ，主要是完成数据 的采集 计算 和上
类， 采用整车称量 ， 得出的结果是动态车辆的整车
总重量 ， 此优点是 ： 计量结果准确度高， 但造价高（ 秤 台面 大 ）第 二类 是 采用 轴 称 量 的方 式 ， ； 即对 车 辆 的
收费 中 ， 保证 交通 公路 运 输 的正常 运行 、 民经 济 为 国
快速发展 ， 称重技术体现出应有 的作用和价值 。 １ 动态称 重 技术 的 工作原 理
动态 称 量是 相 对 静 态称 量 而 言 的 ， 动态 称 量 是 将 须知 量 的重物 ， 在运行 状 态通 过称 重 器 （ 需停 顿 无 在称 重 器上 ， 更无 需 稳定 ）称 重 器 的显示 器 窗 口就 ，
情况 ， 车辆除本身 自重的重力外 ， 还有多维振动而产 生的附加力 ， 其力的方 向多维外 ， 力的大小随受力面 的水平度 、 平整度等多种因素变化而变化 ， 同时车辆 运行速度大小等因素 ，对动态称量的精度及传感器 的使用 寿命均会产生很大的负面影响。 １ 在计重收费 系统中（ ． ２ 动态称 量 ）使用 的传 ， 感器 ， 既要有较高的灵敏度 ， 又必须要经久耐用 、 过 载能 力强 和 动态 响应 快 的特点 ，而实 际上 高灵 敏 度 的传感器一般均有过载能力低 、 寿命短的特点。 试验 证明： 一般情况下传感 器的灵敏度降低 １ ， ／ 其疲劳 ３ 强度寿命能提高 １ 倍左右。 ０ 根据 以上 的特点 ，动态称重技术应用到公路计 重收费系统时，必须选用高分辨力仪表来解决 以上 提到的一些负面影 响。当然选用低灵敏度 、 高线性 、 高分度值 ， 包括 防水 、 防尘 、 防霉的传感器 ， 动态称 是 重器长期 、 正常 、 可靠 、 有效使用 的根本保证 ， 因为它 是称重器 的“ 心脏” 。这样才能高速准确传递处理信 号， 达到动态计量的预定效果 。

公路治超非现场执法系统解决方案山西恒信基集团有限公司2019年4月目录第一章、非现场执法系统解决方案概述 .................................................- 1 -一、方案简介...................................................................................- 1 -二、项目点位...................................................................................- 2 -三、非现场执法系统简介 ..................................................................- 7 -四、系统功能.....................................................................................- 8 -五、系统构成图.................................................................................- 9 -六、系统框架图............................................................................... - 10 -七、系统流程图............................................................................... - 11 -第二章、非现场执法系统组成 .............................................................. - 12 -一、高速动态称重子系统 .............................................................. - 14 -1、石英称重传感器 .................................................................... - 14 -2、电荷放大器 ............................................................................ - 16 -3、称重处理器 ............................................................................ - 17 -4、车辆分离线圈 .......................................................................... - 18 -5、数据集成控制柜 ...................................................................... - 18 -二、智能车牌识别子系统 .............................................................. - 20 -1、概述 ........................................................................................ - 20 -2、系统主要特点 ........................................................................ - 22 -3、系统主要构成 ........................................................................ - 25 -三、视频监控子系统...................................................................... - 29 -1、一体化智能球机 .................................................................... - 29 -四、信息发布子系统...................................................................... - 30 -1、概述 ........................................................................................ - 30 -2、系统主要构成 ........................................................................ - 30 -五、软件管理子系统...................................................................... - 31 -1、软件管理子系统构成 ............................................................ - 31 -2、软件子系统功能 .................................................................... - 32 -13、采集软件处理流程图 ............................................................ - 34 -管理平台子系统............................................................................... - 35 -1、系统概述 ................................................................................ - 35 -2、系统流程图 ............................................................................ - 37 -3、系统框架图 ............................................................................ - 38 -4、数据库管理功能界面图 ........................................................ - 39 -5、过车数据报表输出功能界面图 ............................................ - 40 -6、输出并打印执法单据功能界面图 ........................................ - 41 -六、外轮廓尺寸检测子系统 .......................................................... - 42 -1、系统原理 ................................................................................ - 42 -2、系统概述 ................................................................................ - 43 -3、系统功能 ................................................................................ - 43 -4、系统解决方案 ........................................................................ - 44 -5、系统演示图 ............................................................................ - 45 -6、系统案例图 ............................................................................ - 46 -七、监控指挥中心子系统 .............................................................. - 47 -1、系统构成 ................................................................................ - 47 -2、系统效果图 ............................................................................ - 48 -3、系统概述 ................................................................................ - 49 -4、系统功能 ................................................................................ - 49 -5、系统设备 ................................................................................ - 50 -八、信息告知子系统...................................................................... - 53 -1、系统概述 ................................................................................ - 53 -九、路面施工................................................................................. - 53 -1、路面施工规范 ........................................................................ - 53 -十一、安装、防雷 ........................................................................... - 56 -1、防雷接地方案 ........................................................................ - 56 -2、供电电缆及防护 .................................................................... - 57 -3、接地设施 ................................................................................ - 57 -24、网络线 .................................................................................... - 58 -5、信号电缆 ................................................................................ - 58 -6、电力电缆 ................................................................................ - 59 -7、单模光缆 ................................................................................ - 60 -第三章、参考依据................................................................................. - 62 -3第一章、非现场执法系统解决方案概述一、方案简介公路货运车辆超限超载运输问题已成为危害公路交通可持续发展的“痼疾”，近些年来，全国各级政府不断加大治理公路车辆超限超载运输的力度，取得了重要的阶段性成果。

尤 其是 设 备使 用 者— —个 别 司 乘 人员 不遵 守 设备 使用 要 求 ，采 用
行称量的计重方式 。专门为公路、桥梁及渡 口等车辆计重收费和
超 载检 测 而设 计 ，称 重 设备 针对 公 路收 费 出 口的 特 定工 况 环境 和 使 用需 求 而专 业 设计 。由加 强 型高 强度 动 静态 整 车 称重 秤 台承 载 器 （ 车 衡 ）、轮胎 识 别器 、红外 线车 辆 分 离器 、数据 采 集处 理 汽 器 、称 重 控制 计 算机 和 控制 柜 等设 备构 成 ，实现 自动称 重 检测 。 系 统 可额 外 配置 功 能性 外部 设 备 以组成 完 整 的称 重 控制 区 ，协 同
理监督机制 ，造成了许多纠纷和社会不稳定因素 。设备供应商和
业 主也 无 奈 地在 各种 设 备 类 型之 间进 行切 换 ，实 际情 况总 是在 解
控制以实现处理倒车及异常称重、判别车型及行车方向、诊断外
设 故 障等 更为 丰富 的可 连续 过秤 的 自动检 测 功能 。见 图 ｌ 。 整 车称 重检 测 系统 的称 量机 理 是车 辆 的全 部质 量 行驶 或 保持 在 秤 台上 一 次性 称 取总 重 ，设 备称 量 精度 高 、标 定 简 单 ，有 明确 的 国家 标 准和 检 定 规 程 ，大 大 减 少 了常 见 的 蹲秤 、跳 秤 、 “ ” Ｓ
技 术 ＜Ｅ ＮＬＧ Ｔ ＨＯＯＹ Ｃ
公 路 新 型 称 重 设 备 的技 术 特 点 与 发 展 趋 势
郑州恒科实业有 限公 司 谷建斌
引言
自２０ 年 河南 省 、江 苏省 在全 国 范围 内率 先 实行计 重 收费 以 ０３
新型 的公路 称重设 备 ，尤其是开 始于２Ｏ ￣整 车称重 式计 重设备 的 ＣＯ ｊ

基于DSP的动态称重系统设计作者：潘若禹来源：《现代电子技术》2010年第13期摘要:通过分析目前国内外使用的动态称重系统(WIM)存在的问题,选择石英压电称重传感器作为动态称重传感器,并采用TMS320C6416的DSP核心器件设计并实现了相应的动态称重系统,利用Delphi完成了该动态称重系统的软件设计。

该系统克服了传统动态称重系统测量精度低、所需时间长等缺点,通过实测表明该系统运行良好,应用前景广泛。

关键词:动态称重系统; 石英压电称重传感器; TMS320C6416; 称重软件中图分类号:TP274 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)13-0183-04Design of Dynamic Weigh-in-Motion System Based on DSPPAN Ruo-yu(Department of Communication Engineering, Xi’an Post & Telecommunication College, Xi’an 710121, China)Abstract: The piezoelectric quartz weighing sensor is selected as a weigh-in-motion (WIM) sensor for solving the problems of WIM used at home and abroad. The WIM system is designed and realized by adopting the DSP kernel device of TMS320C6416, and the software design of WIM system is completed by Delphi. The WIM system overcomes shortcomings of the traditional WIM system, such as low-precision and long time. The simulation results show that the WIM system has good operation and wide application foreground.Keywords: weigh-in-motion system; piezoelectric quartz weighing sensor; TMS320C6416; weighing software0 引言交通运输业的发展对国民经济建设起到了积极的推动作用,但是我国公路运输车辆超限超载现象极为普遍,在严重的地区,几乎所有的货运车辆都存在不同程度的超限超载行为。

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动态公路车辆称重设备应用研究
梅特勒一 托利多 （ 常州）称重设备系统有限公司 练达 张东
动 态 精 度 的 影 响 因素
概 况
动 态 公 路 车 辆 称 重 设 备 ，根 据 应 用 不 同 可 分 为 公 路 计 重 收 费 、 公 路 超 限 检 测 及 高 速 预 警 检 测 等 ３ 类 别 ；根 据 秤 大
为 了获得 较高 的 动态 称重 精 度 ，我们 需要 采集 一个 完 整周 期 的动 态载 荷 。而 为 了获得 完整 周期 的动 态 载荷 ，只
２ １． 中国交通信息化 ６５ ０００ ６
Ｗ Ｗ Ｗ Ｈ ｝ Ａｊ Ｃ Ｎ ＴＳ Ｎ Ｃ
传雷
有 两种 方法 ：（ ）降低车 辆 的通 行速 度 ； （ ）延长秤 台 １ ２
０． ～３ （ 组传感器 ）；５ 有 效称重 速度 ：低速称 重系统 ５ ０ ２ ．
（ ｍ／ ｋ ｈ） ：０ ０ ～１ ，高速称 重系 统 （ ｋｍ／ ｈ） ：５ ３ ； ～１ ５
分体式安装 。最显著 的特点是动态称 重精度较高 ，采购及使 用成本较低 。主要应用于公路 、桥 梁及 渡 口的计 重收费及超
轴重秤 。
交错布置 。弯板式传感器根据工作原理 的不同又可分为弯曲 梁式 （ 采用 弯 曲变形 原理 ） 、剪 切梁 式 （ 采用剪切 变形 原
常见秤 台结构 型式及应用特点
秤 台 式 轴 重 秤
理 ）及小 弯 板等三 种型 式 ；２ 称 重形 式 ：动 态称重 ，可 输 ． 出轴重及 总重 ；３ 称重精度 ：低速称重 系统为动态总 重５ ． 级
长度 。所 以一般来说 ，车速 ５ ｋｍ／ 下的动 态称重精 度高于 ｈ

１３ 常见 故 障处理 ． （ ） 重仪 表显示 错误符 号 １称
由 于 电 源 电 压 不 稳 ， 表 所 带 静 电 过 大 ， 致 仪 导 Ｅ Ｒ Ｍ数据 丢失 。排 除方法 ： ＥＯ 将仪 表 程序 重 新设 定 或更
换 一片 Ｅ Ｒ Ｎ芯片 ； ＥＯ
九 芯插座 接触不 良、 焊接不 当造成 短 路 ， 导致 仪 表不 能正常 供给桥 路 电压 （ 桥 电压 为 直 流 １ ．Ｖ） 供 ２ ５ 。排 除方
光 幕分离 不正 确 ；
车辆驶 入称 重 区 ， 轮压上 秤 台 ， 车 当仪表接 受到 来 自
秤 台的重量 数据 超 过一 ห้องสมุดไป่ตู้ 阈值 时 ， 统 自动 进 入 动 态称 系
重状 态 。车辆匀 速通 过秤 台 ， 表 检测 出各轴 的轴 重 、 仪 轴
型 （ 双／ 单／ Ｚ联 轴 ） 车 速 ； 轴 识 别 器 同步 检 测 出轮 型 及 轮
信号 ， 并且输 出的周期 与 轮胎 停 留在 传感 器上 的时 间相 同。每 当一个 轮胎经 过传 感器 时 ， 传感 器 就会 产 生一 个 新 的电子脉 冲。压 电薄膜 交流传感 器在行驶 中称量 的检 测 当车头遮挡住 红外 线车 辆分 离器 时 ， 动称 重 和单 双 启
态则 说 明通 讯故 障） 。
知服 务人员更 换损 坏部件 。
（） ４ 轴数错 误
检查车辆 轮胎是 否正确驶 过秤 台 ； 线路 故 障 排除方法 ： 调整 车辆引导线 路 ， 迫使 车辆 压过轮轴 识
别器 ； 重新检查 并装好 线路 。
（ ） 型错误 ５胎
轮检测装 置 ， 对通 过 的车轴 进行 检 测 ， 称量 重 量 、 断单 判
特 殊车辆 ， 车辆 的轴 重 是 否大 于 规 定 的 阈值 。被 称 车辆 出现特殊 车 型 ， ： 如 拖车 、 有悬 挂轴 的车辆 等 。

集成化应变称重系统研究与应用作者：路新一来源：《中国科技纵横》2014年第12期【摘要】根据震动的瞬时非线性特点，提出采用振动信号的本征模函数对实测信号进行特征频带识别。

根据压力弹性传感器分布，确定应变片的的分布区和具体位置，组成差动全桥电路，提高了偏载精度。

对提取后的信号进行计算后能得到准确的轴重值。

【关键词】动态称重信号处理集成化称重板频率响应因货运卡车超载而导致公路路面严重损坏的报道经常见诸报端，在国内存在矿产资源的地方在某些国道主干线以及主要承载大宗货物运输的公路上，车辆超载运输对路桥基础、交通安全设施造成了极大的危害。

50%的特大交通事故与超载有直接关系，70%的道路安全事故是由于车辆超载引发的。

针对日益严重的公路车辆超载状况，交通部2000年以2号令形式颁布了《超限运输车辆行驶公路管理规定》，对超载现象进行治理。

目前获取车辆重量信号的常用动态称重传感器主要有：压电薄膜式、电容式和弯曲盘式。

本项目旨在研制一种通过车轮将重量传递给称重装置，高精度动态称重。

可置于任意路面，操作简单、便于稽查、随时测量。

集成化应变称重系统是动态称重系统的核心部分，其中动态响应、偏载精度特性直接决定整个动态称重系统的工作性能与测量精度。

该集成化动态称重仪的设计要求有：（1）轮胎作用在称重仪上时，应变片测量区的所有应变总和误差控制在允许的1%内。

（2）能通过测量分析动态车轮作用力，估算出车辆的车速、质量等。

（3）有一定的超载冗余度。

1 集成化动态称重仪设计集成化称重仪的工作原理，是通过传感器弹性变形将载荷检测出来，再通过数据采集卡采集信号，将采集后的信号送至处理器TMS320处理，最后显示车辆的静态载荷。

该称重系统采取双通道数据采集。

称重板传感器也是弹性元件，对传感器应变产生的电压信号进行采集，材料的选择对测量精度有着重要的影响，同时要对称重仪的高度作要求，以减少高度引起的静态质量误差。

设计系统如图1所示。

其中核心处理器TMS320，采用新的C54X+CPU，拥有40位算术逻辑运算单元，其17*17位并行乘法器与40位专用加法器相连，非常适合数据吞吐量大的动态称重系统。