Устройство для взвешивания транспортных средств Советский патент 1980 года по МПК G01G19/02 

I

Изобретение относится к области весоизмерительной техники и может быть применено для железнодорожного, автомобильного и авиационного транспорта, а также во всех областях, где требуется измерять величину массы или давления создаваемого объектом.

Известно устройство для взвешивания транспортных средств по основному авт. св. № 649963, содержащее датчик, аьшолненньй в виде упругой оболочки, заполненной воздухом, расположенной под проезжей частью дороги, блок обработки сигнала, термопневмометрический преобразователь, выполненный в виде глухой камеры, подключенной к термоанемометру, соединенному с блоком обработки сигнала и с датчиком; возбудитель динамических колебаний, выполненный в виде замкнутой камеры, разделенной мембраной на рабочую и нерабочую ПОЛОСТИ, соединенной с генератором колебаний) причем нерабочая полость камеры соединена с гибкой оболочКОИ дополнительным каналом, имеющим вязкостное сопротивление 1.

Однако известное устройство не обеспечивает достаточную точность измерения за счет нелинейной зависимости выходного сигнала от действующей силы на поверхность упругой оболочки датчика.

Целью изобрете1шя является повышение ТОЧНОСТИ измерения.

10

Эта цель достигается тем, что в предлагаемое устройство для взвешивания транспортных средств введена обратная связь, соединяющая управляемый вход генератора частоты и выход блока об15работки сигналов.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит датчик, выполненный в виде упругой оболочки 1, об20разующей заполненную воздухом или нейтральным газом герметичную камеру А, которая соединена ка11алом 2 с термоанемометрическим преобразователеи, ссс-тоящим ка ерг-лоанемометра 3s глухой камеры 4,, эгхектро1азмерит8х(.ьной схемы 5. Термоанемометрическгсй преобразователь нредна-значен для преобразования скорости изьленегшя даакения газа в камерэ А в электрический сигнал Блок 6 обработки электрических сигналов выдает сигналы, определякэщие массу вавешиваел-зых транспортных средств. Возбудитель динамичесз юс 1«зк5ененнй дав лешш состоит из аакжн той камеры 7s внутри которой размещен вибратор 8. В качестве вибратора 8 вообудителя динамических копебащж быть использовань механическиеэ пневматические, пьезоэлектрические, магнитострикционные и т.д„ вибраторы, создающие колебания давления газа внутри замкнутой камеры 7« Возбудитель динамических изменений давления может включаться автоматически или вручную при наезде транс-портного средства на упругую оболочку 1 Вибратор 8 подключен к генератору частоты 9. Замкнутая камера 7 соедине на с герметилной камерой А каналом 1О Нерабочая полость Б замкнутой камеры 7 соединена с герметичной камерой А каналом llj. выполненным в виде каниля ра, имеющего большое вязкост-ное сопротивление. Канал 11 предназначен для вы равнивания давле1шя в полости Б замкну той камеры 7 и в герметичной камере А Управляемый вход 12 генератора частот 9 подключен к блоку 6 обработки сигналов. Датчик устанавливают, так, чтобы его упругая оболо жа 1 располагалась под проезжей частью дороги. Размер поверхности упругой оболочки 1 выбирают таким, чтобы на ней могло разместиться транспортное средство, напри мер, автомобиль с прицепом.. Работа, устройства ос тцествляется следующим образом .В исходном состоянии, когда транспортное средство отсутствует, сила, воз действующая на поверхность упругой оболочки 1, равна нулю. Динамические изменения давления возбудителя через герметичную камеру А воздействуют на термоанемометрический преобразователь/ За счет опорного источника питания, имеющегося в электроизмерительной схеме 5, термоанемометрический преобразователь устанавливается в нулевое положение. При этом на выходе блока обработки сигнала 6 формируется нулево сигнал. Генератор 9 формирует сигнал постоя}шой частоты и амплитуды. При наезде транспортного средства на упруг ю оболочку 1 датчика поверхность ее деформируется и находится в прогнутом состоянии до тех пор, пока на ней находится транспортное средство. При этом внутри герметичной камеры А увеличивается давление, а объем камеры уменьшается. На выходе блока 6 обработки сигнала появляется сигнал рассогласо- вания, который отрабатывается через цепь обратной связи: блок 6 обработки сигнала - генератор частоты 9 - возбудитель динамических колебаний, и устройство уравновешивается. Сигнал рассогласования является функцией силы, воздействующей на поверхность упругой оболочки 1. Согласно уравнению газовой динамики Где К - постоянная величина; Р - давление газа; V - объем газа внутри оболочки датчика. После дифференцирования dP Р at at где i - время. Так как PV К, то - скорость изменения давления, cSt которая является функцией силы, действующей на поверхность упругой оболочки датчика при наезде на нее транспортного средства. При периодическом изменении объема газа в герметичной камере А с помощью возбудителя, например, по синусоидальному закону V .JCSt где V - амплитуда колебаний; f - частота колебаний р.-, выражение 2j запишется - -2Jtt V.Jcosintt гл: v кP cos2тc{t Выражение (6) имеет нелинейную зависимость от Р; кроме того, -зависит от частоты f и амплитуды V генератора. Управляя по определенному закону частотой t или амплитудой Vm можно добиться линейности характеристики. Для этого выходную характеристику блока 6 обработки сигнала, который управляет генератором частоты 9, выбирают такой, чтобы на выходе генератора 9 получить зависимость при управлении по частоте ,. или при управлении по амплитуде выходного сигнала генератора где гп - коэффициент, зависящий от массы транспортного средства. В этом случае выражение (б), можно представить в следующем виде при управ лении по частоте .(tA),(9) Pmt 7 9 где K.Q.1t(-H-mj или при управлении по амплитуде | -2Tcf-.P cos«n-K p(tA) (0) где V-2Jt;fK-P т.е. имеем динейную зависимость. После интегрирования Д Р К Р (t) или АР KgPCi). Коэффициент наклона выходной характеристики устройства имеет йостояыную величину К , f - Отсюда чувствительность устройства постоянная во всех областях выходной характеристики. Формула изобретения Устройство для взвешивания транспортных средств по авт. св. N9 649963, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введена обратная связь, соединяющая управляемый вход ген атора частоты и выход блока обработки сигналов.

ЖЖ О zzzzzzzzzzzz jjfyy