CN111397713B - 一种窄板称重装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种窄板称重装置，涉及称重装置技术领域；包括板体，所述板体上设有若干相互平行的空腔，所述板体在空腔之间形成立柱，所述立柱侧壁上设有第一应变计，所述第一应变计位于一个第一惠斯通电桥上，所述空腔底面固接有限位块，所述限位块上侧与空腔顶面间隙配合，所述限位块侧壁上设有第二应变计，所述第二应变计位于一个第二惠斯通电桥上，所述第二惠斯通电桥的输出电压端的负极与第一惠斯通电桥的输出电压端的负极连接，所述第二惠斯通电桥的输出电压端的正极与第一惠斯通电桥的输出电压端的正极连接，所述第二惠斯通电桥的输出电压端与第一惠斯通电桥的输出电压端之间设有继电器。本发明动态响应频率高。

Description

一种窄板称重装置
技术领域
本发明属于称重装置技术领域，特别涉及一种窄板称重装置。
背景技术
超限载检测装置的广泛应用，为治理超载运输，保护道路桥梁安全提供了一种合理、经济、快捷的解决方案，常用的称重装置有弯板式和平板式。
弯板式轴重秤厚度薄，刚度低，在轮轴载荷作用下变形量大，回弹速度慢，动态响应频率低，往往不适用于高速运行车辆的轴载称重，同时弯板式轴重秤的系统精度也较难保证。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术动态响应频率低的缺点，提出一种窄板称重装置，动态响应频率高。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种窄板称重装置，包括板体，所述板体上设有若干相互平行的空腔，所述板体在空腔之间形成立柱，所述立柱侧壁上设有第一应变计，所述第一应变计位于一个第一惠斯通电桥上，所述空腔底面固接有限位块，所述限位块上侧与空腔顶面间隙配合，所述限位块侧壁上设有第二应变计，所述第二应变计位于一个第二惠斯通电桥上，所述第二惠斯通电桥的输出电压端的负极与第一惠斯通电桥的输出电压端的负极连接，所述第二惠斯通电桥的输出电压端的正极与第一惠斯通电桥的输出电压端的正极连接，所述第二惠斯通电桥的输出电压端与第一惠斯通电桥的输出电压端之间设有继电器。当重量小的车子开到板体上，空腔顶面向下弯曲变形，空腔顶面与限位块的上侧间距减小（但是不会触碰在一起），此时继电器处于断开状态，立柱受到压力，立柱被压缩形变，第一应变计发生应变，第一惠斯通电桥的输出电压端的电压改变，测出车子的重量。需要说明，由于此时，车子的重量小，空腔顶面向下弯曲变形的幅度很小，当车子的轮轴通过的时候，上述形变马上会恢复到原状，即使马上车子另一个轮轴通过时也能马上测出车子的轴重，即，对于重量小的车子，本装置动态响应频率高。当重量大的车子开到板体上，空腔顶面向下弯曲并抵靠在限位块上，限位块提供推力，空腔的顶面向下弯曲的程度小，保证当轮轴通过的时候，上述变形能快速恢复到原状，保证有一个很好的动态响应频率。在测量重量大的车子时，空腔顶面抵靠在限位块顶面，限位块发生压缩形变，第二应变计发生应变，同时，继电器接通，此时，第二惠斯通电桥的输出电压端的电压叠加在第一惠斯通电桥的输出电压端，从而测得车子的重量。
作为优选，立柱的宽度为a，所述限位块的宽度为b，b>a。加宽限位块的宽度，从而增加其限位能力。
作为优选，空腔底面设有第一补偿应变计与第二补偿应变计，所述第一补偿应变计上并联有第一固定电阻从而组成第一补偿组，所述第二补偿应变计上并联有第二固定电阻从而组成第二补偿组，所述第一补偿组串联在第一惠斯通电桥的输入电压端或输出电压端上，所述第二补偿组串联在第二惠斯通电桥的输入电压端或输出电压端上。本发明称重更加精确。
作为优选，限位块呈直线型，所述限位块位于空腔的轴线上，所述第一应变计位于立柱的左右两侧并沿着立柱的轴线均匀布置，所述第二应变计位于限位块的左右两侧并沿着限位块的轴线均匀布置。增加精确性。
作为优选，空腔内填充有阻尼材料。减小本发明的震动，提高数据的稳定性。
作为优选，空腔贯通板体的两端，所述板体的边缘包覆有密封层。方便安装应变计，密封层起到防潮防尘的作用。
作为优选，板体下侧固接有地脚螺钉。采用地脚螺钉，固定更加牢固。
本发明的有益效果是：本发明动态响应频率高，测量精度高，连接牢固，结构稳定。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本发明的电路图。
图中：板体1、空腔2、限位块3、第一应变计4、第二应变计5、第一惠斯通电桥6、第二惠斯通电桥7、继电器8、立柱9、第一补偿应变计10、第二补偿应变计11、第一固定电阻12、第二固定电阻13、阻尼材料14、密封层15、地脚螺钉16。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细阐述：
实施例：
参见图1至图3，一种窄板称重装置，包括板体1，板体1下侧固接有地脚螺钉16；所述板体1上设有若干相互平行的空腔2，空腔2贯通板体的两端，所述板体1的边缘包覆有密封层15；所述板体1在空腔2之间形成立柱9，所述空腔2底面固接有限位块3，空腔2内填充有阻尼材料14；限位块3呈直线型，所述限位块3位于空腔2的轴线上，立柱9的宽度为a，所述限位块3的宽度为b，b>a；所述限位块3上侧与空腔2顶面间隙配合，所述立柱9侧壁上设有第一应变计4，所述限位块3侧壁上设有第二应变计5，第一应变计4位于立柱的左右两侧并沿着立柱的轴线均匀布置，所述第二应变计5位于限位块3的左右两侧并沿着限位块3的轴线均匀布置；所述第一应变计4位于一个第一惠斯通电桥6上，所述第二应变计5位于一个第二惠斯通电桥7上，所述第二惠斯通电桥7的输出电压端的负极与第一惠斯通电桥6的输出电压端的负极连接，所述第二惠斯通电桥7的输出电压端的正极与第一惠斯通电桥6的输出电压端的正极连接，所述第二惠斯通电桥7的输出电压端与第一惠斯通电桥6的输出电压端之间设有继电器8；空腔2底面设有第一补偿应变计10与第二补偿应变计11，所述第一补偿应变计10上并联有第一固定电阻12从而组成第一补偿组，所述第二补偿应变计11上并联有第二固定电阻13从而组成第二补偿组，所述第一补偿组串联在第一惠斯通电桥6的输入电压端或输出电压端上，所述第二补偿组串联在第二惠斯通电桥7的输入电压端或输出电压端上。
实施例原理：
当重量小的车子开到板体1上，空腔2顶面向下弯曲变形，空腔2上侧壁与限位块3的上侧间距减小（但是不会触碰在一起），此时继电器8处于断开状态，立柱受到压力，立柱被压缩变形，第一应变计4发生应变，第一惠斯通电桥6的输出电压端的电压改变，测出车子的重量。需要说明，由于此时，车子的重量小，空腔2上侧壁向下弯曲变形的幅度很小，当车子的轮轴通过的时候，上述形变马上会恢复到原状，即使马上车子另一个轮轴通过时也能马上测出车子的轴重，即，对于重量小的车子，本装置动态响应频率高。
当重量大的车子开到板体上，空腔2顶面向下弯曲并抵靠在限位块3上，限位块3提供推力，空腔2的顶面向下弯曲的程度小，保证当轮轴通过的时候，上述变形能快速恢复到原状，保证有一个很好的动态响应频率。
在测量重量大的车子，空腔2顶面抵靠在限位块3顶面，限位块3发生压缩形变，第二应变计发生应变，同时，继电器8接通，此时，第二惠斯通电桥7的输出电压端的电压叠加在第一惠斯通电桥6的输出电压端，从而测得车子的重量。
本装置嵌入在地面，在常温工作的时候，板体1两端边缘应该是处于无挤压自由状态下，不受到束缚。在板体1边缘不受到束缚的情况下，车子下压板体1，立柱（如果车子重量大，则包括限位块3）只承载车子重力，只感受在轮载作用下发生的形变，第一补偿应变计10与第二补偿应变计11所构成的补偿组的阻值不发生变化，不会参与引起第一惠斯通电桥6或（和）第二惠斯通电桥7的输出变化，根据第一应变计或（和）第二应变计的应变可测得车子重量。
当在夏季高温路面热膨胀或者其他能引起地面对板体1两端挤压的情况下，此时，当车子下压板体1的时候，板体1两端边缘由于受到挤压影响，立柱（如果车子重量大，则包括限位块3）向下变形的程度减小，第一应变计4（如果车子重量大，则包括第二应变计5）发生应变的程度变小，此时，第一惠斯通电桥6或（和）第二惠斯通电桥7的输出变化偏小，出现因受挤压带来的称重误差；但是，通过本申请增加的第一补偿应变计10与第二补偿应变计11，由于板体1两端边缘受到挤压，由于第一补偿应变计与第二补偿应变计缩短，空腔2底面设有的第一补偿应变计10与第二补偿应变计11的阻值会减小，其构成的补偿组的电阻也减小，因此对输入端的分压也就减小，故会自补偿提高惠斯通电桥的实际供桥输入电压，从而使惠斯通电桥总输出电压呈增大趋势变化，起到补偿惠斯通电桥输出电压偏小的作用。在板体受到挤压的时候，第一惠斯通电桥输出电压偏小值和第二惠斯通电桥输出偏小值是呈非线性变化的，而第一固定电阻与第二固定电阻使得其对应的第一补偿组和第二补偿组的阻值在第一补偿应变计和第二补偿应变计发生形变的时候也是呈非线性变化趋势；通过调整第一固定电阻和第二固定电阻的阻值，可以使得两个非线性变化能很好的拟合，从而抵消第一惠斯通电桥输出电压偏小值和第二惠斯通电桥输出偏小值，增加测量精确性。其中补偿组的第一固定电阻12与第二固定电阻13的阻值本技术领域技术人员可通过大量试验可以得到，这里不做进一步展开。
通过对惠斯通电桥的实际供桥输入电压由各补偿组分压补偿的方式，当补偿组设置在惠斯通电桥输出端时同样有效，这里不再做进一步展开。

Claims (7)

1.一种窄板称重装置，其特征在于，包括板体，所述板体上设有若干相互平行的空腔，所述板体在空腔之间形成立柱，所述立柱侧壁上设有第一应变计，所述第一应变计位于一个第一惠斯通电桥上，所述空腔底面固接有限位块，所述限位块上侧与空腔顶面间隙配合，所述限位块侧壁上设有第二应变计，所述第二应变计位于一个第二惠斯通电桥上，所述第二惠斯通电桥的输出电压端的负极与第一惠斯通电桥的输出电压端的负极连接，所述第二惠斯通电桥的输出电压端的正极与第一惠斯通电桥的输出电压端的正极连接，所述第二惠斯通电桥的输出电压端与第一惠斯通电桥的输出电压端之间设有继电器；
当重量小的车子开到板体上，空腔顶面向下弯曲变形，空腔顶面与限位块的上侧间距减小，但是不会触碰在一起，此时继电器处于断开状态，立柱受到压力，立柱被压缩形变，第一应变计发生应变，第一惠斯通电桥的输出电压端的电压改变，测出车子的重量，需要说明，由于此时，当车子的轮轴通过的时候，上述形变马上会恢复到原状，即使马上车子另一个轮轴通过时也能马上测出车子的轴重；
当重量大的车子开到板体上，空腔顶面向下弯曲并抵靠在限位块上，限位块提供推力，空腔的顶面向下弯曲的程度小，保证当轮轴通过的时候，上述变形能快速恢复到原状；在测量重量大的车子时，空腔顶面抵靠在限位块顶面，限位块发生压缩形变，第二应变计发生应变，同时，继电器接通，此时，第二惠斯通电桥的输出电压端的电压叠加在第一惠斯通电桥的输出电压端，从而测得车子的重量。
2.根据权利要求1所述的一种窄板称重装置，其特征在于，所述立柱的宽度为a，所述限位块的宽度为b，b>a。
3.根据权利要求1所述的一种窄板称重装置，其特征在于，所述空腔底面设有第一补偿应变计与第二补偿应变计，所述第一补偿应变计上并联有第一固定电阻从而组成第一补偿组，所述第二补偿应变计上并联有第二固定电阻从而组成第二补偿组，所述第一补偿组串联在第一惠斯通电桥的输入电压端或输出电压端上，所述第二补偿组串联在第二惠斯通电桥的输入电压端或输出电压端上。
4.根据权利要求1所述的一种窄板称重装置，其特征在于，所述限位块呈直线型，所述限位块位于空腔的轴线上，所述第一应变计位于立柱的左右两侧并沿着立柱的轴线均匀布置，所述第二应变计位于限位块的左右两侧并沿着限位块的轴线均匀布置。
5.根据权利要求1所述的一种窄板称重装置，其特征在于，所述空腔内填充有阻尼材料。
6.根据权利要求1所述的一种窄板称重装置，其特征在于，所述空腔贯通板体的两端，所述板体的边缘包覆有密封层。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种窄板称重装置，其特征在于，所述板体下侧固接有地脚螺钉。
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