地磅廠家關于道路彎板式稱重傳感器數值仿真與實驗研究

隨著我國道路工程的快速發展,車輛超載引發的問題日益嚴重。車輛超載導致路面、橋梁加速損壞,對公路基礎設施非常不利,導致公路基礎設施正常使用年限大大縮短;車輛超載大量誘發道路交通事故,危及交通安全。在車輛動態稱重系統中,彎板式稱重傳感器由于是整體式結構,車輛車輪直接作用在稱重傳感器上,具有防腐性能好、檢測精度高及計量穩定等優點。

本文針對彎板式稱重傳感器的力學、電學及數學進行系統研究,認為彎板式稱重傳感器的實質—復合影響面,復合影響面的核心為權重系數,并運用力學、電學、數學的方式改變復合影響面的權重系數進而調整復合影響面。本文的主要研究工作:

(1)介紹了國內外動態稱重系統及稱重傳感器研究概況,對彎板式稱重傳感器的作用機理進行分析,并對其進行力學、電學和數學系統分析。推導了惠斯通電橋并聯式橋臂橋壓差變化與橋臂上各組應變片電阻值變化的數學關系,并以此為基礎,建立了車輛輪載加載前后橋壓差變化的數學關系。

(2)提出了稱重傳感器的實質—復合影響面,為稱重傳感器的研究提供了一個有利工具,方便了對于稱重傳感器的理論研究,并用力學、電學及數學的方法對復合影響面的權重系數進行調整。

(3)對彎板式稱重傳感器的工藝誤差進行了分析,并運用電學調整彎板式稱重傳感器復合影響面權重系數的方式,進行誤差修正,并根據最小二乘法的原理,建立了彎板式稱重傳感器工藝誤差補償方法。

(4)實驗研究過程中,運用彎板式稱重傳感器工藝誤差補償方法計算彎板式傳感器補償電阻值,并對調整復合影響面后的彎板式稱重傳感器進行實驗標定,驗證了彎板式傳感器補償方法的準確性。

本文的研究為稱重傳感器的研究提供了一個有利工具—復合影響面,并通過對彎板式稱重傳感器進行力學、電學和數學系統研究,推導了彎板式稱重傳感器加載前后橋壓差的變化關系,建立了電路補償工藝誤差的方法,大幅提高了彎板式稱重傳感器的精度,也解決了在彎板式稱重傳感器生產過程中,由于逐次迭代求解造成的反復加載實驗標定過程,縮短了彎板式稱重傳感器的生產周期,并節約了大量成本。