专利名称：一种新型汽车吨位测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车吨位测量装置，属于计算机应用技术和测量技术领域。
背景技术：
近年来，随着工业生产和商业贸易的快速增长，公路运输业竞争越来越激烈，车辆 超限超载运输现象不断增加，车辆称重技术具有越来越重要的作用。目前应用最为广泛的汽车衡器是电子磅，它的原理是汽车通过电子衡部分后测出 其载重量，其体积庞大，安装地点固定，使用不方便，生产成本亦较高，在实际的应用中带来 不少困难。许多相关科研机构也正在针对这些问题研制新的测量方法，最为典型的有两种 一种是静态测量技术。通过给车体安装一套电磁感应系统、液压系统等应变装置，测量汽车 的载重量发生变化时引起相应的参数(位移、磁场、电压等信号)变化，测出汽车的载重。在 中国发明专利200520080419中公开了一种车辆载重测量装置，提出了在支撑车轴的弹簧 钢板和大梁之间安装距离传感器，该距离传感器包含一个敏感元件组合和一个带有导向机 构的固定底座和活动杆，通过测量车辆上弹簧钢板在载重前后变形量，得到载重数据。这种 测量的方法其测量原理简单，数据运算也不复杂，也很容易提高其测量精度；但是面临的最 主要的问题是安装应变装置较为复杂，且所用到的敏感元件因为安装在车体上，在恶劣的 环境下很难保持其精密性和使用寿命。另一种是动态测量技术。其基本原理是采集由载重汽车的重量引起的变形、惯性 量改变等，通过提取这类参数信号，经过信号变换、处理、及频谱特性分析等手段提取出载 重汽车的重量参数。现有公开文献“基于LabVIEW的车体振动加速度信号处理”(《中国测 试技术》2008年第34卷第1期67 69页)一文，提出了一种通过加速度传感器获取车体 的振动信号，经过滤波、变换、处理等数据运算，提取重量信息。同样，在公开文献“高速动态 车辆研究”(《微电脑应用》2009年第25卷第1期10 12页)一文中，提供了一种高速动 态车辆称重方法以应变传感器作为现场敏感器件，测量行驶车辆引起的桥梁应变，对采样 数据进行积分运算消除振动项对结果的影响，进而获得动态车辆的载重值。这两种方法都 是采用了动态测量技术，都是充分利用了车体自身参数的变化，其硬件实现过程并不复杂； 但是，其信号是在车辆行驶过程中实时获得的，测量信号处理及参数辨识过程较为复杂，另 一方面，路面的平滑度和车辆速度对测量结果影响亦较大。
实用新型内容为了弥补现有技术的不足，本实用新型提出了一种基于胎压测量吨位的测量装 置，不需要额外安装辅助测量装置，也不需要对现有车型进行改造，通过提取载重前后汽车 轮胎气压参数的变化，经过简单的运算，便可得到车辆的真实的载重值。该测量装置亦吸收 了前述公开文献提出的静态测量技术和动态测量技术。一方面，胎压变化和载重量近似呈 线性关系，只需要进行相应的补偿，其测量原理简单；另一方面，胎压变化量是载重汽车自 身的变化参数，省去了辅助测量装置。[0006]本实用新型要解决的技术问题是，首先根据经典力学的基本原理建立了载重量与 胎压变化之间的数学关系模型，为实现测量装置提供了理论基础；其次根据所建立的数学 模型，设计了全数字便携式吨位测量装置。为解决上述技术问题，本实用新型提出的通过胎压变化测量汽车载重负荷的测量 方法。大量的实验研究表明，对于特定的轮胎，内部气压变化与其承受的径向载荷是近似呈 线性关系的。以此为依据，对于简单的四轮卡车轮胎气压与载重负荷关系模型进行了深入 研究，通过两步法建立了精确的数学模型第一步载重与受力的关系。将四轮卡车抽象成理想的平面物理模型，并做以下合理的假设(1)负载后车身左右对称，即认为左右轮胎承受的力相等。(2)车厢内的载重物重心处在固定的位置，即车厢的中心位置。则可建立以轮胎为支点的力矩模型，如
图1。以前轮为参考原点，根据假设(2)得到载重汽车的重心随载重量变化关系
权利要求一种用于汽车吨位测量的装置，其特征在于包括便携式控制显示手持终端、气压变送器(8)和用于连接气压变送器与轮胎进气口的导气软管(6)；所述的便携式控制显示手持终端由微处理器单元、键盘输入单元、液晶显示单元、电源转换单元、外部存储器单元及传感器接口单元组成，其同时具备测量胎压、测量载重、过压/欠压报警指示、数据存储功能。
2.根据权利要求1所述的汽车吨位测量装置，其特征在于所述的导气软管(6)—端 与轮胎进气口连接，将轮胎内气压引入管内，另一端与气压变送器(8)相连接，传感器将压 力转换成标准电信号通过双绞屏蔽传输线(10)送给测量装置的核心运算单元。
3.根据权利要求1所述的汽车吨位测量装置，其特征在于所述的电源开关(3)打开 后，通过功能按键(4)选择测量压力和测量载重功能，同时功能按键(4)能够控制整个测量 过程，测量装置在显示器(2)上自动显示测量数据，所设置的过压/欠压报警指示灯(9)同 时显示。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车吨位测量装置。本实用新型首先对汽车轮胎模型进行了简化建模，得出了载重量与胎压之间变化的数学表达式，在此基础上，设计与制造了相应的载重测量装置，通过测量汽车载重前后轮胎内的气压变化，间接测量出载重物的重量。测量装置主要由便携式测量显示终端、压力变送器、导气软管组成。其中，密闭性良好的导气软管将压力变送器一端和轮胎进气口相连接，可以将轮胎内的气压和压力变送器相连通，把气压量转换成标准电信号量；手持终端能够以高分辨率采集、处理代表气压的电信号，通过载重前后气压变化，经过处理、运算，显示出汽车载重重量，数据处理简单；测量装置与被测对象相互分离，体积小、重量轻、成本低，独立性强，携带方便。
文档编号G01G19/02GK201757665SQ201020251190
公开日2011年3月9日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者杨峰, 石伟, 骆光照, 黄立梅 申请人:西北工业大学