CN112345057A - 一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统及方法，涉及车辆称重领域，所述公路车辆自动衡器的温度误差修正系统包括车辆分离设备、平板式称重承载器、模拟量放大器，数模采集器以及温度传感器、温度采集控制器、称重控制器，本发明能够具有针对性的排除公路车辆自动衡器受温度的影响，同时本发明既根据历史经验值对称重控制器给出出厂温度补偿修正阈值预设，又能根据现场不同环境温度进行标定、校准，及时更新温度误差修正率，自行学习和积累历史不同温度下的误差修正的经验值，使称重结果更趋向客观和精准，本发明在称重结果输出前，会自动结合当前环境温度以及历史温度数据进行自动判断、计算、补偿和修正，无需人为干预。

Description

一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆称重领域，具体是一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统及方法。

背景技术

现有技术中通过对车辆采用轮载的称重方式，实现对过往车辆的称重检测，称重检测原理一般为：如说明书附图3所示，平板式称重承载器嵌入路面中，其称台上表面4与路面齐平，称台下端的支撑框架一方面起到对称台的支撑作用，另一方面通过支撑框架的弹性应变梁5的形变，带动横梁上受力孔的形变，受力孔中的称重传感器2检测到受力孔的形变量，从而计算出称台受到的压力，进而计算出经过称台的车辆的重量。

公路车辆自动衡器被安装在露天室外环境中，由于春夏秋冬四季温度差异较大，其称重结果精度会受外界环境温度不同程度的影响，根据上述所述，称重传感器被固定、安装在平板式称重承载器的弹性应变梁上，随着温度的升高或降低，两者之间的配合紧固程度会随之变化，进而对称重精度产生影响，同时模拟量放大器、数模采集器因其电子元件的固有特性，其精准度也会不同程度的受环境温度的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统及方法，通过系统对温度误差的修正，使公路车辆自动衡器能够在夏季、冬季等极端温度的环境条件下，受温度影响的称重误差降低至最小，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种公路车辆自动衡器的温度误差修正方法，包括：

用于检测并记录车辆与平板式称重承载器之间相对位移数据的车辆分离设备，所述车辆分离设备与数模采集器相连；

用于对车辆进行分析并称重的平板式称重承载器，所述平板式称重承载器中的称重传感器与模拟量放大器相连；

用于分别对系统各部件的温度以及环境温度进行检测的温度传感器，所述温度传感器与温度采集控制器相连，以及对上述称重、温度检测数据进行综合分析并判断的称重控制器，所述称重控制器与数模采集器、温度采集控制器相连。

作为本发明进一步的方案：所述称重传感器通过模拟量放大器与数模采集器相连。

作为本发明进一步的方案：所述车辆分离设备包括嵌入至地面对车辆与称重承载器之间相对位移进行检测的地感线圈，所述地感线圈电性连接有车辆检测器，所述车辆检测器与数模采集器相连。

作为本发明进一步的方案：所述车辆分离设备包括两个固定在车道两侧用于对车辆与称重承载器之间相对位移进行检测的红外车辆分离器。

作为本发明进一步的方案：所述所述车辆分离设备包括通过向路面发射激光对车辆与称重承载器之间的相对位移进行检测的激光分车器。

一种公路车辆自动衡器的温度误差修正方法，包括：

步骤一、待检测车辆驶入称重区域，并驶过平板式称重承载器，称重控制器得到车辆的称重数据为M；

步骤二、温度采集控制器实时巡回采集平板式称重承载器若干个内置温度传感器的数据，并将各个温度传感器检测的当前外界环境温度数据发送至称重控制器；

步骤三、称重控制器根据预设定的温度阈值以及称重阈值，进行反复自我学习，计算并记录称重承载器在不同温度下的误差修正率，称重控制器对上述接收到的称重数据再次计算、补偿和修正，得到称重承载器的误差修正后的实际称重数据为Z_n＝M-N_n×M，N_n为称重控制器记载的历史最接近当前环境温度下的误差修正率，M为称重承载器测量所得车辆重量数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构新颖，通过温度误差修正系统和方法，能够具有针对性的排除车辆自动衡器受温度的影响，同时本发明既能根据历史经验值对称重控制器给出出厂温度补偿修正阈值预设，又能根据现场不同环境温度下的标定、校准，及时更新修正温度补偿的修正阈值，自行学习和积累历史不同温度下的误差修正的经验值，使称重结果更趋向客观和精准，本发明在称重结果输出前，会自动对当前各部位环境温度以及历史数据进行自动判断、计算、补偿和修正，无需人为干预。

附图说明

图1为一种车辆衡器的模块连接结构示意图；

图2为一种车辆衡器的俯视图；

图3为图2中B-B的剖面结构示意图；

1-称重承载器、2-称重传感器、3-温度传感器、4-称台面板、5-弹性应变梁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例中，一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统及方法，所述公路车辆自动衡器的温度误差修正系统包括车辆分离设备、平板式称重承载器1、模拟量放大器、数模采集器以及温度传感器3、温度采集控制器、称重控制器。

平板式称重承载器嵌入安装在公路车道内，平板式称重承载器的称台面板4与车道路面齐平，平板式称重承载器可以根据车道宽度进行灵活组合敷设安装，当车辆行驶通过平板式称重承载器时，称重传感器2将采集到的称重信号传递给模拟量放大器、数模采集器称重控制器，进而计算当前车辆的轴(轴组)重、总重、轴数、车速等数据。

平板式称重承载器下端固定连接有弹性应变梁，所述弹性应变梁用于对称重承载器以及经过称重承载器上的车辆进行支撑，在车辆衡器工作过程中，称重承载器所承受的所有压力全部集中至弹性应变梁上，所述弹性应变梁表面开设有称重传感器安装孔，所述称重传感器安装孔内固定连接有称重传感器11，通过弹性应变梁上称重传感器安装孔的形变，使称重传感器安装孔内的称重传感器对弹性应变梁承受的压力进行捕捉，并转化为重量数据，对驶过称重承载器的车辆进行称重。

所述平板式称重承载器的称重传感器与数模采集器相连，多个温度传感器分别为对系统各个部件的温度进行检测以及对环境温度进行检测的温度传感器，所述温度传感器与温度采集控制器相连，所述称重控制器与数模采集器、温度控制器相连，称重控制器用于对温度采集控制器采集到的温度数据以及对数模采集器采集到的称重数据进行数据整合并分析，将利用温度误差修正后的真实称重数据输出，从而降低称重数据受到外界环境温度的影响，使得平板式称重承载器安装在外界温度多变的环境下，也能够保证一定的称重精度，在一定程度上扩大了称重承载器的适用范围。

所述车辆分离设备用于对车辆与平板式称重承载器之间的相对位移进行检测并记录，所述车辆分离设备与数模采集器相连，所述车辆分离设备可以为地感线圈与车辆检测器的组合件、红外车辆分离器以及激光分车器，当车辆分离设备为地感线圈与车辆检测器的组合件时，地感线圈预埋在平板式称重承载器的两侧，分别为驶入端地感线圈和驶出端地感线圈，所述地感线圈用于对车辆驶入平板式称重承载器以及驶出平板式称重承载器进行检测，车辆驶入平板式称重承载器前，会先进入预埋的驶入端地感线圈的区域内，此时车辆检测器开启触发状态，当车辆通过平板式称重承载器后，再进入驶出端预埋的地感线圈的区域内，车辆在完全通过驶出端预埋的地感线圈时，车辆检测器关闭触发状态。

当车辆分离设备为红外车辆分离器时，红外车辆分离器包括设置在车道两侧的红外发射器和红外接收器，当车辆经过红外车辆分离器时，会对发射的红外线进行阻挡，通过该种方式判断经过称重承载器的车辆的驶入、驶出等数据。红外车辆分离器由于检测设备的特殊性，一般适用于单车道或者高速公路入(出)口处，进行称重车辆分离。

当车辆分离设备为激光分车器时，激光分车器通过向称重路面发射激光，当车辆经过称重区域时，激光分车器能够对车辆的车速、轴数、单双胎等状态进行检测，并对通过称重承载器的车辆进行分离。

车辆分离设备的运行过程为：待检测车辆驶入称重区域，车辆驶入车辆分离设备检测区间，车辆分离设备(地感线圈+车检器、或红外车辆分离器、或激光分车器)检测到车辆驶入，开启触发状态，并发送驶入信号至数据采集器；待检测车辆驶过平板式称重承载器，称重传感器依次检测车辆相应轮胎称重数据，将数据实时发送至模拟放大器，模拟放大器再将接收到的称重检测数据处理后，发送至数据采集器；待检测车辆驶出称重区域，车辆驶离车辆分离设备检测区间，车辆分离设备(地感线圈+车检器、或红外车辆分离器、或激光分车器)检测到车辆驶出，关闭触发状态，发送驶出信号至数据采集器。

上述车辆分离设备对车辆进行自动、准确分离，能完全消除由于车辆排队间距较小产生的跟车现象，并能区别半挂车、全挂车、单车并准确分离；保证计重检测数据与车辆的一一对应关系。

一种公路车辆自动衡器的温度误差修正方法为：

步骤一、待检测车辆驶入称重区域，并驶过平板式称重承载器，称重控制器得到车辆的称重数据为M；

步骤二、温度采集控制器实时巡回采集平板式称重承载器内置温度传感器、模拟量放大器与数模采集器安放的控制柜内温度传感器的数据，并将各个温度传感器检测的当前外界环境温度数据发送至称重控制器。

步骤三、称重控制器根据预设定的温度阈值以及称重阈值，进行反复自我学习，计算并记录称重承载器的误差修正率，称重控制器对比当前环境温度数据，找出历史最接近当前环境温度下的误差修正率，基于该误差修正率，对称重控制器接收到的称重数据进行再次计算、补偿和修正，输出车辆的实际重量数值Z_n＝M-N_n×M，N₁为称重承载器的误差修正率，M为称重承载器测量所得数据。

步骤一中的详细过程为：待检测车辆驶入称重区域，车辆分离设备开启触发状态，并向数模采集器发出车辆驶入信号，数模采集器将车辆驶入信号发送至称重控制器，称重控制器启动称重数据采集；称重传感器依次采集车辆的轮胎称重数据，经由模拟量放大器、数模采集器将数据传输至称重控制器，称重控制器同步分析、计算当前待检测车辆称重数据；待检测车辆驶离称重区域，车辆分离设备关闭触发状态，并向数模采集器发出车辆驶出信号，数模采集器将车辆驶出信号发送至称重控制器，称重控制器关闭称重数据采集，并综合计算得到当前待检测车辆称重数据M。

在步骤1中，利用平板式称重承载器对车辆进行称重，得到称重数据，步骤2-3中，通过温度采集控制器以及称重控制器，本发明能够根据当前和历史温度数据，调取称重控制器的历史数据中，最接近当前温度下的误差修正率，根据该误差修正率，对得到的称重数据再次进行修正计算。

上述步骤三中所述称重控制器自我学习的方法为：

S1、将称重承载器在地面预设后，再对称重承载器进行校准，同时称重控制器记录下此时温度采集控制器检测到的温度数据；

S2、称重承载器切换为自学习模式，对称重承载器再次进行校准，称重控制器记录下此时各个温度采集控制器检测到的温度数据T1，再向称重承载器上放置X吨重的校准件，此时称重承载器的称重显示数据为Y，在该温度下，称重承载器的误差修正后的实际称重数据为Z₁＝M-N₁×M,误差修正率为

N₁为称重承载器的误差修正率，M为称重承载器测量所得数据；

S3、重复步骤S2，称重控制器记录下各个温度采集控制器的温度数据在T₂、T₃、T₄...T_n时，对称重承载器再次进行校准的数值，分别得到对应温度下的误差修正率为N₂、N₃、N₄...N_n。

通过上述称重控制器的自学习方法，本发明能够自更新并存储各个温度下的误差修正率，当车辆称重时的温度在历史数据中能够找到相同或相近似的温度数据，再得到对应温度数据下的误差修正率，称重控制器再通过计算公式，得到车辆最接近实际的重量数据。在公路车辆自动衡器周期性标定、校准时，称重控制器同样会结合当前环境温度，自行更新修正对应温度段的补偿修正阈值，随着标定次数的增多，称重控制器会根据不同的环境温度持续学习、更新温度补偿修正阈值，使称重控制器在高温、低温等不同温度段更有效的消除系统环境温度带来的影响，输出更客观、精准的称重结果。

本发明结构新颖，运行稳定，本发明在使用时，通过温度误差修正系统和方法，能够具有针对性的排除车辆自动衡器受温度的影响，同时本发明既根据历史经验值对称重控制器给出出厂温度补偿修正阈值预设，又能根据现场不同环境温度下的标定、校准，及时更新修正温度补偿的修正阈值，自行学习和积累历史不同温度下的误差修正的经验值，使称重结果更趋向客观和精准，本发明在称重结果输出前，会自动结果当前各部位环境温度以及历史数据进行自动判断、计算、补偿和修正，无需人为干预。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统，其特征在于，包括：

用于检测并记录车辆与平板式称重承载器(1)之间相对位移数据的车辆分离设备，所述车辆分离设备与数模采集器相连；

用于对车辆进行分析并称重的平板式称重承载器，所述平板式称重承载器中的称重传感器(2)与模拟量放大器相连；

用于分别对系统各部件的温度以及环境温度进行检测的若干个温度传感器(3)，若干个所述温度传感器均与温度采集控制器相连，以及对上述称重、温度检测数据进行综合分析并判断的称重控制器，所述称重控制器与数模采集器、温度采集控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统，其特征在于，所述称重传感器通过模拟量放大器与数模采集器相连。

3.根据权利要求1所述的一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统，其特征在于，所述车辆分离设备包括嵌入至地面对车辆与称重承载器之间相对位移进行检测的地感线圈，所述地感线圈电性连接有车辆检测器，所述车辆检测器与数模采集器相连。

4.根据权利要求1所述的一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统，其特征在于，所述车辆分离设备包括两个固定在车道两侧用于对车辆与称重承载器之间相对位移进行检测的红外车辆分离器。

5.根据权利要求1所述的一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统，其特征在于，所述平板式称重承载器下端固定连接有弹性应变梁(5)，所述弹性应变梁表面开设有称重传感器安装孔，所述称重传感器(2)固定在称重传感器安装孔内。

6.根据权利要求1所述的一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统，其特征在于，所述车辆分离设备包括通过向路面发射激光对车辆与称重承载器之间的相对位移进行检测的激光分车器。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种公路车辆自动衡器的温度误差修正系统的修正方法，其特征在于，包括：

步骤一、待检测车辆驶入称重区域，并驶过平板式称重承载器，称重控制器得到车辆的称重数据为M；

步骤二、温度采集控制器实时巡回采集平板式称重承载器若干个内置温度传感器的数据，并将各个温度传感器检测的当前外界环境温度数据发送至称重控制器；

步骤三、称重控制器根据预设定的温度阈值以及称重阈值，进行反复自我学习，计算并记录称重承载器在不同温度下的误差修正率，称重控制器对上述接收到的称重数据再次计算、补偿和修正，得到称重承载器的误差修正后的实际称重数据为Z_n＝M-N_n×M，N_n为称重控制器记载的历史最接近当前环境温度下的误差修正率，M为称重承载器测量所得车辆重量数据。

8.根据权利要求7所述的一种公路车辆自动衡器的温度误差修正方法，其特征在于，

步骤三中所述称重控制器自我学习的方法为：

S1、完成称重承载器车道敷设安装后，对称重承载器进行标定、校准，同时称重控制器记录下此时温度采集控制器检测到的温度数据；

S2、称重控制器切换为自学习模式，对称重承载器再次进行周期性校准，称重控制器记录下此时各个温度采集控制器检测到的温度数据T₁，再向称重承载器上加载X吨重力，此时称重承载器的称重显示数据为Y，误差修正率为

S3、重复步骤S2，称重控制器记录下各个温度采集控制器的温度数据在T₂、T₃、T₄...T_n时，对称重承载器再次进行校准的数值，分别得到对应温度下的误差修正率为N₂、N₃、N₄...N_n。

9.根据权利要求8所述的一种公路车辆自动衡器的温度误差修正方法，其特征在于，所述S1中的温度数据包括平板式称重承载器中各元件的温度数据以及外界环境温度数据。

Images