双输出剪切梁式称重传感器及载荷位置检测方法与流程

本发明涉及传感器，尤其涉及剪切梁式称重传感器以及采用该传感器来计算载荷位置和速度的方法。

背景技术：

传统的剪切梁式称重传感器有两组应变计来检测信号，这两组应变计串联通过一根信号线与信号处理器连接，载荷通过该传感器时传感器只能检测到载荷质量信息，无法检测载荷位置及移动速度等信息，但是在许多情况下需要知道载荷位置和移动速度。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，提供一种能够实现对载荷速度以及载荷位置进行判断的双输出称重传感器以及检测方法，本发明所采用的技术方案是：

一种双输出剪切梁式称重传感器，包括剪切梁，在所述的剪切梁上沿载荷移动方向分别设有第一应变计和第二应变计，在所述的第一应变计和第二应变计上分别连接有第一信号线和第二信号线，所述的第一应变计和第二应变计通过第一信号线和第二信号线分别将各自信号输送至信号处理器。

所述的第一应变计和第二应变计均由两组应变贴片组成。

一种采用双输出剪切梁式称重传感器检测载荷位置的方法，传感器受到应力作用，第一应变计和第二应变计输出对应的信号p1与p2，信号p1与p2分别通过第一信号线和第二信号线传输到信号处理器中，在信号处理器中进行计算处理，计算公式为：

p＝k(p1+p2)(a)

其中l为第一应变计和第二应变计中心距，k为标定系数；通过公式(a)计算出载荷，通过公式(b)计算载荷距离传感器中心距离，通过位移l1的实时变化计算出速度。

采用上述结构的双输出剪切梁式称重传感器，当载荷进入传感器检测范围，由于第一应变计和第二应变计分别对载荷信号实现检测且独立信号输出，最终能够通过处理器计算出载荷距中心距离，以及该载荷在该距离内的运动变化情况，从而计算出移动速度和移动方向。

附图说明

图1为本发明称重传感器结构示意图；

图2为本发明原理示意图。

具体实施方式

如图1所示的双输称重传感器包括剪切梁1，在该剪切梁1上设有第一应变计2和第二应变计，第一应变计2和第二应变计3沿载荷移动方向排列，第一应变计2和第二应变计3上分别连接有第一信号线4和第二信号线5，第一应变计2和第二应变计3分别通过第一信号线4和第二信号线5将各自采集的信号输至信号处理器a，将传统串联的单信号输出改为双信号输出，信号处理器能够接收到第一应变计2和第二应变计3上分别输出的信号，由于载荷位置不同第一应变计2和第二应变计3上所产生的信号有差异，信号处理器a通过对两个信号的对比运算，就能够判断出载荷的距离该称重传感器中心距离，当载荷移动时又能够得知该段时间的位置变化，从而能够得到载荷的移动速度。

为了使第一应变计2和第二应变计3达到更精准的检测，第一应变计2和第二应变计3都是采用两组应变片并联的形式组成，其中两组应变片分别设置在剪切梁1宽度方向的两侧。

具体的采用上述结构的称重传感器实现对载荷位置和载荷移动速度的检测方法如下：如图2所示，剪切梁1上安装称台b，载荷p作用到称台上，第一应变计2和第二应变计3采集应力变化输出对应的信号p1与p2；载荷p距传感器中心的距离为l1,第一应变计2和第二应变计3的中心距离为l。

信号处理器通过受力分析计算可以得出：

p＝k(p1+p2)(a)

式中k为标定系数。通过公式(a)就可得出载荷p的大小，通过公式(b)可以得出载荷p距传感器中心的距离，载荷移动时检测l1的变化，即可知道载荷p的移动速度。因此该结构应用到实际中时，以轴识别器为例，当车辆通过时如果有后退再次上称的情况依然能够准确识别轴数，因为该称重传感器能够判断车辆的速度，如果速度为负，则说明车辆有后退的现象，这样再次前进时就不会重复计算轴数，从而达到更精确的计数。

技术特征：

1.一种双输出剪切梁式称重传感器，包括剪切梁(1)，其特征在于：在所述的剪切梁(1)上沿载荷移动方向分别设有第一应变计(2)和第二应变计(3)，在所述的第一应变计(2)和第二应变计(3)上分别连接有第一信号线(4)和第二信号线(5)，所述的第一应变计(2)和第二应变计(3)通过第一信号线(4)和第二信号线(5)分别将各自信号输送至信号处理器。

2.根据权利要求1所述的一种双输出剪切梁式称重传感器，其特征在于：所述的第一应变计(2)和第二应变计(3)均由两组应变贴片组成。

3.一种采用权利要求1的双输出剪切梁式称重传感器检测载荷位置的方法，其特征在于：传感器受到应力作用，第一应变计(2)和第二应变计(3)输出对应的信号p1与p2，信号p1与p2分别通过第一信号线(4)和第二信号线(5)传输到信号处理器中，在信号处理器中进行计算处理，计算公式为：

p＝k(p1+p2)(a)

其中l为第一应变计(2)和第二应变计(3)中心距，k为标定系数；通过公式(a)计算出载荷，通过公式(b)计算载荷距离传感器中心距离，通过位移l1的实时变化计算出速度。

技术总结
本发明公开了一种双输出剪切梁式称重传感器，包括剪切梁，在所述的剪切梁上沿载荷移动方向分别设有第一应变计和第二应变计，在所述的第一应变计和第二应变计上分别连接有第一信号线和第二信号线，所述的第一应变计和第二应变计通过第一信号线和第二信号线分别将各自信号输送至信号处理器；检测载荷位置的方法，传感器受到应力作用，第一应变计和第二应变计输出对应的信号P1与P2，在信号处理器中进行计算处理，计算公式为：P＝k(P1+P2) (a)； 其中L为第一应变计和第二应变计中心距，k为标定系数；通过公式(a)计算出载荷，通过公式(b)计算载荷距离传感器中心距离，通过位移L1的实时变化计算出速度。

技术研发人员：陈增典;韩莉洁;王建云;赵新琴;吝晓龙;李建军
受保护的技术使用者：陕西四维衡器科技有限公司
技术研发日：2019.12.27
技术公布日：2020.04.10