電子汽車衡傳感器的原理及應(yīng)用

梁路堅(jiān)

摘 要：隨著科技的高速發(fā)展，電子汽車衡傳感器也已被廣泛應(yīng)用到各領(lǐng)域各行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)稱重的快捷、準(zhǔn)確。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度不斷提升，電子汽車衡傳感器已是企業(yè)中不可或缺的工具。本文主要對(duì)電子汽車衡傳感器的原理及應(yīng)用進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：電子汽車衡傳感器 結(jié)構(gòu) 原理 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018） 3（a）-0000-00

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，稱重傳感器得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，目前，電子汽車衡傳感器是我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的產(chǎn)品之一，其在建材、糧食、煤炭、電力以及礦山等各領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。

1 電子汽車衡傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理

電子汽車傳感器主要是由稱重顯示器、稱重傳感器、接線盒、承載器、連接件等零部件構(gòu)成，并配備了計(jì)算機(jī)、穩(wěn)壓電源、打印機(jī)等外部設(shè)備。電子汽車衡的工作原理：通過利用變電測(cè)原理將非電量重力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏繌亩M(jìn)行稱重的，它主要有數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊（A/D）和模擬稱重傳感器兩部分組成，結(jié)合微電子技術(shù)以及微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，可自動(dòng)或者手動(dòng)進(jìn)行偏載調(diào)節(jié)，可自動(dòng)修改傳感器編號(hào)，可自動(dòng)對(duì)單只傳感器進(jìn)行尋址以及讀取數(shù)據(jù)[1]。稱重傳感器彈性體的下方有應(yīng)變電橋，在稱臺(tái)各個(gè)稱重點(diǎn)的下方安裝稱重傳感器，并在接線盒中將相應(yīng)的電纜線進(jìn)行并聯(lián)。當(dāng)汽車經(jīng)過電子汽車衡的稱臺(tái)時(shí)，稱重傳感器就會(huì)接收到稱臺(tái)所受的力，并通過應(yīng)變電橋?qū)㈦娦盘?hào)進(jìn)行輸出，然后輸出的電信號(hào)經(jīng)線形放大之后再傳遞給A/D轉(zhuǎn)換器，之后再由它將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)再傳給微機(jī)處理器，經(jīng)過微機(jī)處理器處理后，在顯示窗口顯示稱量值，最后，有計(jì)算機(jī)和打印機(jī)將車輛的稱量值（毛重、凈重和皮重等數(shù)值）存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，可通過計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)管理，并進(jìn)行報(bào)表打印。

2 電子汽車衡傳感器的選擇

通過上述分析可知電子汽車衡是利用力-電的轉(zhuǎn)換原理，從而將非電量轉(zhuǎn)化為電量的一種稱重裝置，而要實(shí)現(xiàn)從力-電的轉(zhuǎn)換，最關(guān)鍵的設(shè)備就是傳感器。所以，在實(shí)際應(yīng)用中稱重傳感器的選擇非常重要。通常規(guī)定靜態(tài)時(shí)，電子汽車衡傳感器的最大荷載為傳感器的個(gè)數(shù)×傳感器的額定載荷×70%，由于動(dòng)態(tài)過程中車輛上稱時(shí)會(huì)受到?jīng)_擊、振動(dòng)等因素的影響，再加上稱體自身的自重，部分傳感器在汽車上稱的一瞬間比實(shí)際載荷要多出10%到40%左右的重量，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)超過額定載荷的情況，使得車輛當(dāng)次的稱量的準(zhǔn)確度下降。為保障傳感器在工作時(shí)不超出其額定載荷，所以規(guī)定了70%的系數(shù)，提升稱量的準(zhǔn)確性。當(dāng)然實(shí)際選擇中還需考慮相關(guān)的技術(shù)參數(shù)等因素，尤其是靈敏度。以QS-30T-A稱重傳感器和XK3190-D9儀表為例，分析靈敏度。QS的靈敏度為2.0mv/v，D9的輸出激勵(lì)電壓為8V。在額定載荷情況下，稱重傳感器的靈敏度是傳感器最大輸出信號(hào)和激勵(lì)電壓的比值，也就是mv/v，那么在載荷為30T時(shí)，稱重傳感器模擬輸出信號(hào)2mv/v×8v=1.6mv，不論是在20T還是40T的載荷狀態(tài)下，其輸出都是1.6mv。當(dāng)使用多個(gè)傳感器時(shí)，為確定傳感器的選擇是否合理、正確，可根據(jù)計(jì)算公式U=S×V×O/C×R進(jìn)行確定，U表示稱體滿載時(shí)額定凈輸入信號(hào)，單位為毫伏；S代表稱體量程（kg）；O代表激勵(lì)電壓（v）；C代表量程（kg）；R代表傳感器數(shù)量，也就是接線盒中并聯(lián)電壓回路數(shù)量。只有在儀表的輸入靈敏度小于U時(shí)，才視為合格。

3 電子汽車衡傳感器的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和進(jìn)步，由稱重傳感器制作的電子汽車衡器已被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，下面主要就電子汽車衡傳感器在物聯(lián)網(wǎng)和稱重防作弊技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1.1 在稱重過磅系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前企業(yè)運(yùn)用較多廣泛的一個(gè)系統(tǒng)就是稱重過磅系統(tǒng)。比如對(duì)汽車進(jìn)行稱重時(shí)汽車衡傳感器安裝的引坡感知帶就會(huì)對(duì)電腦發(fā)出起竿信號(hào)指示、并啟動(dòng)紅外攝像儀，通過紅外攝像儀對(duì)汽車過磅的全過程進(jìn)行自動(dòng)抓拍操作，同時(shí)自動(dòng)識(shí)別過磅汽車的車牌號(hào)信息，自動(dòng)記錄重量等相關(guān)數(shù)據(jù)值，并在物聯(lián)網(wǎng)儀表上進(jìn)行儲(chǔ)存，然后通過物聯(lián)網(wǎng)儀表中移動(dòng)通信模塊，將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，完成這些操作后，會(huì)開啟另外一端的欄桿，將該過磅車輛進(jìn)行放行，一般需要2次上述步驟才算是完成汽車的過磅的整個(gè)稱重過程。

3.1.1 在物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)中的應(yīng)用

（1）物聯(lián)網(wǎng)智能儀表

通過物聯(lián)網(wǎng)的智能儀表會(huì)實(shí)時(shí)上傳汽車的稱重?cái)?shù)據(jù)以及電子汽車衡傳感器運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)。如果存在外來(lái)稱重系統(tǒng)回路入侵情況，物聯(lián)網(wǎng)智能儀表會(huì)實(shí)時(shí)通過該用戶的手機(jī)提醒用戶，還能提供實(shí)時(shí)記錄支持以及控制系統(tǒng)支持，確保用戶沒有后顧之憂，也就是說(shuō)具備防作弊功能。同時(shí)電子汽車衡傳感器一旦發(fā)生故障，利用物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)也可實(shí)時(shí)將故障信息通過PC電腦或者手機(jī)app實(shí)時(shí)提醒汽車用戶或者提供服務(wù)的公司部門，并為他們提供初步的故障判斷，以便及時(shí)排除故障。

（2）物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中心

在進(jìn)入到故障服務(wù)階段時(shí)，通過物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中心，就可對(duì)該汽車衡的相關(guān)故障信息利用PC電腦和手機(jī)app等進(jìn)行跟蹤，比如出發(fā)時(shí)間、中間行程、服務(wù)工作人員的聯(lián)系方式及姓名、具體服務(wù)情況、故障結(jié)果以及預(yù)計(jì)的維修時(shí)間等。用戶均可通過PC電腦和手機(jī)app同步顯示上述信息。同時(shí)，還可利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中心提供的設(shè)備歷史故障記錄詳情為其主要配件的備份、設(shè)備選型以及設(shè)備故障預(yù)防提供有效的參考依據(jù)。另外，利用服務(wù)器可記錄并備份稱重?cái)?shù)據(jù)以及汽車衡傳感器運(yùn)行的情況，并進(jìn)行數(shù)據(jù)加密處理，同時(shí)稱重?cái)?shù)據(jù)可為客戶和ERP管理軟件對(duì)接服務(wù)。

3.2 在稱重防作弊技術(shù)中的應(yīng)用

3.2.1 紅外防作弊技術(shù)

比較常出現(xiàn)的是利用?？课恢眠M(jìn)行作弊，在檢斤過程中，在汽車稱重時(shí)，將汽車一部分壓在電子汽車衡傳感器的兩端或者兩側(cè)，以此減輕汽車重量，達(dá)到作弊的目的。一般情況下，由于視角誤差，檢查人員難以完全看清楚車輛在電子汽車衡的具體?？嘉恢谩Ｃ鎸?duì)這一常見作弊情況，可利用紅外線檢測(cè)技術(shù)監(jiān)控汽車的位置，通過采用立柱內(nèi)安放兩組開關(guān)，并縱向排列，從而不斷提升檢測(cè)的范圍以及密度[2]。如果在稱重過程中存在車裂違規(guī)停放情況，就可利用紅外防作弊技術(shù)發(fā)出報(bào)警提示，促使稱重車輛的司機(jī)重新調(diào)整車輛的位置，這樣就可有效防止作弊行為的發(fā)生。

3.2.2 視頻監(jiān)控技術(shù)

檢斤車輛人為多上人員或者攜帶物品來(lái)提升車輛稱重，在檢測(cè)完成后，及時(shí)卸載物品或者轉(zhuǎn)移人員，以達(dá)到作弊的目的。這時(shí)通過應(yīng)用視頻監(jiān)控技術(shù)，就可對(duì)稱重車輛的全過程現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景全方位地進(jìn)行攝像，避免在檢斤過程中出現(xiàn)不正當(dāng)行為，降低發(fā)生作弊行為的可能性。同時(shí)檢測(cè)人員還可及時(shí)存儲(chǔ)所記錄的圖像信息，隨時(shí)查看調(diào)閱，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢斤過程的實(shí)時(shí)監(jiān)督與管理，在必要時(shí)還可作為證據(jù)，進(jìn)而全方位起到杜絕作弊行為的目的。

3.2.3 數(shù)字技術(shù)

通過加裝電子遙控裝置進(jìn)行作弊，其主要是通過在電子汽車衡傳感器的連接線中間加裝脈沖發(fā)生器裝置，應(yīng)用遙控裝置使脈沖信號(hào)發(fā)生改變，改變儀表的顯示的數(shù)值，進(jìn)而達(dá)到來(lái)增加或者減少秤量的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電子汽車衡技術(shù)得到了迅速提升，并得到了廣泛的應(yīng)用，給相關(guān)企業(yè)和個(gè)人帶來(lái)極大的便利和經(jīng)濟(jì)利益。因此，我們應(yīng)對(duì)電子汽車衡傳感器的原理及應(yīng)用有一定了解。

參考文獻(xiàn)

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