CN115420359A - 一种公路动态称重设备的静动态校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种公路动态称重设备的静动态校准方法，包括以下步骤：S10、设备安装：将静动态校准系统安装于公路动态称重设备；S20、设定参数：将参数输入到控制装置；S30、加载测试：控制装置按照调取的参数控制伺服电动缸，使承压底板对公路动态称重设备的秤台施加向下的作用力；S40、校准测试：公路动态称重设备输出检测重量m，相应地力传感器输出参考重量M，对比检测重量m与参考重量M，得到公路动态称重设备的称量误差；S50、完成公路动态称量设备的静动态校准。本发明的优点在于：可替代采用砝码对公路动态称重设备进行静态校准以及采用标准参考车辆对公路动态称重设备进行动态加载情况，控制装置根据参数控制着伺服电动缸进行加载输出，提高对公路动态称重设备的校准效率。

Description

一种公路动态称重设备的静动态校准方法

技术领域

本发明涉及公路动态称重设备技术领域，具体地涉及一种公路动态称重设备的静动态校准方法。

背景技术

公路动态称重设备是一种带有承载器(又称为秤台)及引道，能够对行驶车辆进行自动称量，并确定车辆总质量和(或)轴载荷，且在某些情况下也能同时确定车辆的轴组载荷的自动衡器。主要用于交通轴载调查、治理超限超载运输和计重收费系统。

目前公路动态称重设备的计量性能指标含静态计量性能和动态计量性能，其检定根据检定规程JJG 907《动态公路车辆自动衡器》进行的。静态性能采用砝码或者砝码替代进行校准，但是采用砝码校准存在砝码运输困难，校准效率低，安全性差，以及承载器没有足够的空间放置砝码等问题，导致动态汽车衡的静态校准存在检不了、检不准的问题。若不进行静态检定或检定不准确，将严重影响动态称重设备的动态称量的准确性和稳定性。

而动态计量性能则是采用不同轴型的参考车辆在规定的速度范围内进行10次试验，并按照下面的要求进行：6次由承载器的中心通过；2次由靠近承载器的左侧通过；2次由靠近承载器的右侧通过。应通过对参考车辆适当地加载或卸载，使参考车辆总质量和轴载荷(若需要)尽可能覆盖动态汽车衡的称量范围，在接近最大秤量Max(不得小于80％Max)、接近最小秤量Min和常用秤量进行动态试验。该方法也同样存在诸多问题：(1)参考车辆的质量无法覆盖动态汽车衡的称量范围，甚至无法达到最小秤量和最大秤量；(2)检定效率低，动态检定至少需要4种轴型的车，每种轴型试验10次，工作量大，效率低；(3)安全性差，动态检定需要在实际道路上进行测试，且最高速度达80km/h，遇到突发状况时，容易出安全事故；(4)检定的准确度低，因是人为控制车辆，因此均无法保证两次行驶过程中的速度、加速度以及加载位置的一致性，因此无法保证测量过程的重复性和复现性。(5)因车辆行驶过程中的路面因素，车辆震动等干扰因素导致测量过程的不准确性。(6)参考车辆的质量是用分离式控制衡器确定，而标准车辆从分离式控制衡器运输至被测衡器途中，由于降雨、杂物、油耗等不可控因素，导致标准车辆自身质量变化，极大影响检定的准确性。

因此，现有的公路动态称重设备的性能校准存在准确度无法被保证，且校准过程的实施难度大、操作性差、安全性差、校准效率低等问题。研究一种既能满足静态性能校准又能同时对动态性能指标进行校准的方法是非常必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种公路动态称重设备的静动态校准方法，提高对公路称动态称重设备的校准效率。

本发明是这样实现的：一种公路动态称重设备的静动态校准方法，包括以下步骤：

S10、设备安装：将静动态校准系统安装于公路动态称重设备，所述静动态校准系统包括龙门架、横梁、伺服电动缸、力传感器、承压底板、控制装置、静态参数存储器、动态参数存储器与静动态模式切换开关，所述横梁的两端分别与两个所述龙门架固定连接，所述伺服电动缸的缸体与所述横梁固定连接，所述伺服电动缸的输出轴与所述力传感器的上侧面固定连接，所述承压底板与所述力传感器的下侧面固定连接，所述控制装置与所述伺服电动缸电连接，所述静态参数存储器、动态参数存储器、静动态模式切换开关均与所述控制装置电连接，所述龙门架与所述公路动态称重设备的基座固定连接，所述承压底板位于所述公路动态称重设备的秤台上方；

S20、设定参数：所述参数包括静态校准参数与动态校准参数，所述静态校准参数包括所述伺服电动缸的静态加载力值F’与静态加载脉冲时间t’，所述动态校准参数包括所述伺服电动缸的动态加载力值F、动态加载脉冲时间t与间隔时间T，将所述参数输入到所述控制装置，所述控制装置将所述静态校准参数发送到所述静态参数存储器，将所述动态校准参数发送到所述动态参数存储器；

S30、加载测试：当所述静动态模式切换开关发送静态执行信号给所述控制装置时，所述控制装置调取所述静态存储器里的参数，当所述静动态模式切换开关发送动态执行信号给所述控制装置时，所述控制装置调取所述动态存储器里的参数；所述控制装置按照调取的参数控制所述伺服电动缸，使所述承压底板对所述公路动态称重设备的秤台施加向下的作用力；

S40、校准测试：所述公路动态称重设备输出检测重量m，相应地所述力传感器输出参考重量M，对比所述检测重量m与所述参考重量M，得到所述公路动态称重设备的称量误差；

S50、完成所述公路动态称量设备的静动态校准。

进一步地，所述静态加载力值F’有多个，所述静态加载脉冲时间t’的数量与所述静态加载力值F’的数量一致。

进一步地，所述动态校准参数还包括车辆的相邻两轴的轴距L、车辆的行驶速度v、动态汽车衡的秤台宽度l，所述加载脉冲时间t等于l/v，所述间隔时间T等于L/v。

进一步地，所述动态校准参数还包括车辆的轴型N，N≥2，所述车辆的相邻两轴的轴距具体为L_j，1≤j≤N-1，N与j都是正整数，所述间隔时间具体为T_j，T_j＝L_j/v。

进一步地，所述动态校准参数还包括最小加载力值F_min、最大加载力值F_max与递增力值F_inc，所述加载力值F在最小加载力值F_min与最大加载力值F_max之间从小到大依次选取。

进一步地，在所述S10之前，还包括S1；

S1、伺服电动缸的标定：将所述承压底板紧贴刚性地面，调整所述伺服电动缸的输入电流值I，所述伺服电动缸输出加载力值F，由于所述伺服电动缸的加载力值F是由输入电流值I决定，从而得到加载力值F与输入电流值I之间的函数关系F＝f(I)，所述静动态校准系统还包括函数存储器，所述函数存储器与所述控制装置电连接，将函数关系F＝f(I)储存在所述函数存储器。

进一步地，在所述S10之后还包括S11；

S11、预加载测试：所述伺服电动缸的输出轴朝所述公路动态称重设备的秤台方向移动一段行程H，直至所述承压底板与所述公路动态称重设备的秤台间隙为零，初始化控制装置，然后所述伺服电动缸对所述公路动态称重设备的秤台施加适当大小的力值F₀，保证所述承压底板与所述公路动态称重设备的秤台压紧贴合，此时所述力传感器输出参考重量M₀，所述公路动态称重设备输出检测重量m₀，再同时对所述力传感器与所述公路动态称重设备进行清零。

进一步地，在所述S40之后还包括S41；

S41、重复性测试：重复S30至S40多次，并记录测试的结果，计算出重复性误差。

进一步地，在所述S40之后还包括S42；

S42、偏载测试：所述动态汽车衡的秤台划分为多个加载区域，调整所述承压底板在不同的加载区域，转到S30；当所有的加载区域都测试了，转到S50。

进一步地，所述伺服电动缸的缸体与所述横梁滑动连接，所述横梁与所述纵梁滑动连接。

本发明的优点在于：1、可替代采用砝码对公路动态称重设备进行静态校准以及采用标准参考车辆对公路动态称重设备进行动态加载情况，控制装置根据静态参数控制着伺服电动缸进行静态加载输出，根据动态参数控制伺服电动缸进行动态加载输出，静动态模式切换开关用于切换伺服电动缸的静动态加载状态，伺服电动缸在加载过程中，公路动态称重设备输出检测重量，相应地所述力传感器输出参考重量，通过对比参考重量和检测重量，即为校准误差，实现对公路动态称重设备的静动态校准；校准无需使用真实的砝码与车辆，提高对公路动态称重设备的校准效率。2、通过更改输入参数，便捷地调整伺服电动缸的加载情况。3、通过在控制装置设置测试次数的参数，就能非常便捷高效地进行重复性测试。4、按照在动态汽车衡的加载区域，调节伺服电动缸横向与纵向的位置，便于进行偏载测试。

附图说明

下面参考附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的公路动态称重设备的静动态校准方法的执行流程图。

图2是本发明的公路动态称重设备的静动态校准系统的结构示意图。

图3是本发明中横梁、伺服电动缸、力传感器与承压底板的位置示意图。

图4是本发明中承压底板、力传感器、转接头以及秤台的位置示意图。

图5是本发明中控制装置以及计算机的连接示意图。

图6是现有技术中砝码放在公路动态称重设备的示意图。

图7是现有技术中公路动态称重设备的砝码加载情况的输出波形图。

图8是现有技术中参考车辆经过动态汽车衡的示意图。

图9是现有技术中公路动态称重设备的二轴车加载情况的输出波形图。

图10是现有技术中公路动态称重设备的多轴车加载情况的输出波形图。

图11是现有技术中公路动态称重设备的加载区域示意图。

附图标记：龙门架1；横梁11；承力立柱12；纵梁13；导轨14；滑块15；伺服电动缸2；输出轴21；转接头22；力传感器3；承压底板4；控制装置5；静态参数存储器51；动态参数存储器52；键盘53；函数存储器54；静态模式指示灯55；动态模式指示灯56；静动态模式切换开关6；计算机7；显示器71；公路动态称重设备8；基座81；秤台82；中间821；左边822；右边823；砝码9；车辆10；前轴车轮101；后轴车轮102。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种公路动态称重设备的静动态校准方法，解决了现有技术中公路动态称重设备用砝码进行静态校准以及用真实车辆进行动态校准的缺点，实现了提高对公路动态称重设备的校准效率的技术效果。

本发明实施例中的技术方案为解决上述缺点，总体思路如下：可替代采用砝码对公路动态称重设备进行静态校准以及采用标准参考车辆对公路动态称重设备进行动态加载情况，制造静动态校准系统，静动态校准系统包括龙门架、横梁、伺服电动缸、力传感器、承压底板、控制装置、静态参数存储器、动态参数存储器与静动态模式切换开关，控制装置根据静态参数控制着伺服电动缸进行静态加载输出，根据动态参数控制伺服电动缸进行动态加载输出，静动态模式切换开关用于切换伺服电动缸的静动态加载状态，伺服电动缸在加载过程中，公路动态称重设备输出检测重量，相应地所述力传感器输出参考重量，通过对比参考重量和检测重量，即为校准误差，实现对公路动态称重设备的静动态校准。

与背景技术所记载的相比：对于静态校准，伺服电动缸的加载力值F是由其输入电流值I决定，加载力值是模拟砝码放置在公路动态称重设备的秤台上时，砝码对秤台施加的作用力，避免了用砝码进行校准存在的砝码运输困难，校准效率低，安全性差，以及承载器没有足够的空间放置砝码等情况。对于动态校准，(1)加载力值还可模拟车辆的轴载荷，即行驶的车辆的车轮在动态汽车衡的秤台上时，对秤台施加的作用力；控制装置调整输入电流值I，从而调整加载力值F，这样就能有效地覆盖公路动态称重设备的称量范围。(2)通过键盘输入参数，便捷地调整动态力源加载装置的加载情况，可以模拟不同轴型的车辆在公路动态称重设备的加载情况。(3)由于不是采用真实的车辆，动态校准就无需在实际道路上进行测试，大幅度地降低安全事故的发生。(4)精确地调节伺服电动缸的加载状态与加载位置，避免人为控制车辆时出现的参数偏差，保证校准过程的重复性和复现性。(5)避免车辆在路面行驶过程中出现车辆震动等干扰因素，提高公路动态称重设备校准过程的准确性。(6)通过数据对比，实现对公路动态称重设备的校准；无需使用真实车辆，提高对动态汽车衡的校准效率，提高校准的准确性。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参阅图1至图11，本发明的优选实施例。

在现有技术中，如图7所示，采用砝码9校准公路动态称重设备8，公路动态称重设备8输出的检测重量与放置的砝码9进行对比；当增加砝码时，公路动态称重设备输出的检测重量增加，当减少砝码时，公路动态称重设备输出的检测重量减少。多个砝码先后放在公路动态称重设备的秤台，公路动态称重设备8输出的检测重量与砝码放置时间的波形图如图6所示。为了保证本发明中伺服电动缸的加载方式与砝码的加载方式一致，本发明的伺服电动缸的加载输出是模拟砝码校准公路动态称重设备时的加载波形。

在现有技术中，采用真实的参考车辆10校准公路动态称重设备8时，示意图如图7所示，L为车辆的相邻两轴的轴距，此处相邻两轴的轴距是图中车辆的前轮中心轴与后轮中心轴的水平间距；l为公路动态称重系统的秤台宽度，图8为二轴型车辆经过公路动态称重系统时输出的波形图：第一列波形为车辆前轴车轮在公路动态称重系统的秤台上时输出的波形，第二列波形为车辆后轴车轮在秤台上时输出的波形，其中t_1.1为车轮上秤台的时间，t_1.2是车轮完全在秤台上停留的时间，t_1.3为车轮下秤台的时间，加载脉冲时间t₁＝t_1.1+t_1.2+t_1.3，t_1.1与t_1.3的时间极短；相应的t₂＝t_2.1+t_2.2+t_2.3，t₁＝t₂＝l/v。时间T为车辆前后轴车轮进入秤台上的时间间隔，T＝L/v，v为车辆的行驶速度。公路动态称重系统通过内部自带的动态处理算法处理t₁时刻波形数据得出前轴车轮所施加的轴重量m₁，处理t₂时刻的波形数据得出后轴车轮所施加的轴重量m₂后，将m₁和m₂相加后即为整车重量m；通常情况下，当车辆的重心不是在中间位置时，前轴车轮所施加的轴重量m₁与后轴车轮所施加的轴重量m₂是不一样的。对比参考车辆的静态时前轴、后轴、整车重量，即为动态秤重误差。此处参考车辆的静态，为车辆静止地停在公路动态称重设备的秤台上的状态。为了保证本发明中伺服电动缸的加载方式与参考车辆的加载方式一致，本发明的伺服电动缸的加载输出是模拟参考车辆校准公路动态称重设备时的加载波形，如图9所示，多轴车(2轴、3轴、4轴、5轴、6轴)的加载波形示意图。

本发明的公路动态称重系统的静动态校准方法，包括以下步骤：

S1、伺服电动缸2的标定：将所述承压底板4紧贴刚性地面，刚性地面比如是混凝土地面、岩石地面。调整所述伺服电动缸2的输入电流值I，所述伺服电动缸2输出加载力值F，相应地力传感器3输出的参考重量M，参考重量M是加载力值F的检测值。由于所述伺服电动缸2的加载力值F是由输入电流值I决定，从而得到加载力值F与输入电流值I之间的函数关系F＝f(I)，所述静动态校准系统还包括函数存储器54，所述函数存储器54与所述控制装置5电连接，将函数关系F＝f(I)储存在所述函数存储器54。例如，当I＝10A时，F＝50kN；即伺服电动缸2的输入电流设定为10A时，伺服电动缸2的输出轴21的输出加载力值为50kN，即力传感器3输出的参考重量也是50kN。这样只要往控制装置5输入所需的加载力值的参数，控制装置5根据此函数关系就自动地调整伺服电动缸2的输入电流值，使伺服电动缸2输出所需的加载力值。

S10、设备安装：将静动态校准系统安装于公路动态称重设备8，所述静动态校准系统包括龙门架1、横梁11、伺服电动缸2、力传感器3、承压底板4、控制装置5、静态参数存储器51、动态参数存储器52与静动态模式切换开关6，所述横梁11的两端分别与两个所述龙门架1固定连接，所述伺服电动缸2的缸体与所述横梁11固定连接，所述伺服电动缸2的输出轴21与所述力传感器3的上侧面固定连接，所述承压底板4与所述力传感器3的下侧面固定连接，所述控制装置5与所述伺服电动缸2电连接，所述静态参数存储器51、动态参数存储器52、静动态模式切换开关6均与所述控制装置5电连接，所述龙门架1与所述公路动态称重设备8的基座81固定连接，所述承压底板4位于所述公路动态称重设备8的秤台82上方；对于承压底板4与秤台82之间存在一段行程H的情况，需要进行预加载测试。

S11、预加载测试：所述伺服电动缸2的输出轴21朝所述公路动态称重设备8的秤台82方向移动一段行程H，如图3所示，直至所述承压底板4与所述公路动态称重设备8的秤台82间隙为零，初始化控制装置5，然后所述伺服电动缸2对所述公路动态称重设备8的秤台82施加适当大小的力值F₀，保证所述承压底板4与所述公路动态称重设备8的秤台82压紧贴合，此时所述力传感器3输出参考重量M₀，所述公路动态称重设备8输出检测重量m₀，再同时对所述力传感器3与所述公路动态称重设备8进行清零。预加载测试是为了保证伺服电动缸2的输出端即承压底板4，与公路动态称重设备8的秤台82实现无间隙接触，防止加载过程因空行程产生的冲击效应。

S20、设定参数：所述参数包括静态校准参数与动态校准参数，所述静态校准参数包括所述伺服电动缸2的静态加载力值F’与静态加载脉冲时间t’，所述静态加载力值F’有多个，所述静态加载脉冲时间t’的数量与所述静态加载力值F’的数量一致。多个静态加载力值呈递增关系，模拟放置一个砝码9在秤台82上加载一段时间后，再往秤台82上添加一个砝码9。

所述动态校准参数包括所述伺服电动缸2的动态加载力值F、动态加载脉冲时间t与间隔时间T；

所述动态校准参数还包括车辆10的相邻两轴的轴距L、车辆10的行驶速度v、公路动态称重系统的秤台82宽度l，所述加载脉冲时间t等于l/v，所述间隔时间T等于L/v。加载脉冲时间t即车辆10的车轮在公路动态称重设备8的秤台82上行驶的时间。间隔时间T即车辆10的前轴车轮101离开公路动态称重设备8的秤台82而车辆10的后轴车轮102还未进入公路动态称重设备8的秤台82的时间。根据所要模拟的车辆10的情况，可测量出车辆10的相邻两轴的轴距L；公路动态称重设备8的秤台82宽度是能直接测量；根据校准要求，设定车辆10的行驶速度v与加载力值F。对于二轴型的车辆10，只有一个车辆10的相邻两轴的轴距L。

所述参数还包括车辆10的轴型N，N≥2，所述车辆10的相邻两轴的轴距具体为L_j，1≤j≤N-1，N与j都是正整数，所述间隔时间具体为T_j，T_j＝L_j/v。对于三轴型以上的车辆10，相应地有两个以上的车辆10的相邻两轴的轴距。例如三轴型车辆10：N＝3，车辆10的相邻两轴的轴距为L₁、L₂；间隔时间为T₁与T₂。四轴型车辆10：N＝4，车辆10的相邻两轴的轴距为L₁、L₂、L₃；间隔时间为T₁、T₂、T₃。这样本发明的静动态校准系统就能模拟多种轴型的车辆10进行公路动态称重设备8的校准。

所述动态校准参数还包括最小加载力值F_min、最大加载力值F_max与递增力值F_inc，所述加载力值F在最小加载力值F_min与最大加载力值F_max之间从小到大依次选取。最小加载力值F_min是公路动态称量设备的最小称量，最大加载力值F_max是公路动态称量设备的最大称量。从而实现覆盖公路动态称量设备的称量范围的动态加载。

将所述参数输入到所述控制装置5，所述控制装置5将所述静态校准参数发送到所述静态参数存储器51，将所述动态校准参数发送到所述动态参数存储器52；

S30、加载测试：当所述静动态模式切换开关6发送静态执行信号给所述控制装置5时，所述控制装置5调取所述静态存储器里的参数，当所述静动态模式切换开关6发送动态执行信号给所述控制装置5时，所述控制装置5调取所述动态存储器里的参数；所述控制装置5按照调取的参数控制所述伺服电动缸2，使所述承压底板4对所述公路动态称重设备8的秤台82施加向下的作用力；工作人员在校准时操作静动态模式切换开关6。

砝码9放在公路动态称重设备8的秤台82或车辆10的车轮驶入公路动态称重设备8的秤台82，对应着伺服电动缸2输出加载力值使承压底板4对公路动态称重设备8的秤台82施加向下的作用力；将砝码9都从公路动态称重设备8的秤台82取走或车辆10的车轮离开公路动态称重设备8的秤台82，对应着伺服电动缸2取消输出加载力值。

S40、校准测试：所述公路动态称重设备8输出检测重量m，相应地所述力传感器3输出参考重量M，对比所述检测重量m与所述参考重量M，得到所述公路动态称重设备8的称量误差；力传感器3输出参考重量M是与设定参数的加载力值F一致。

对于静态校准情况，公路动态称重设备8输出模拟砝码9的检测重量m’，力传感器3输出模拟砝码9的参考重量M’，将检测重量m’与参考重量M’进行对比，得到所述公路动态称重设备8的静态校准结果。

对于动态校准情况，比如模拟二轴车，输入关于二轴车的参数后，经过加载测试，公路动态称重设备8输出的前轴车轮101对应的检测重量m₁，后轴车轮102对应的检测重量m₂，m₁+m₂即为二轴车的整车重量。对比力传感器3输出的前轴车轮101对应的参考重量M₁，后轴车轮102对应的参考重量M₂，整车重量M₁+M₂。即为二轴型车辆10在某一速度下的公路动态称重设备8的动态称量误差，改变轴型数据和速度数据后再进行测试，则得出公路动态称重设备8在不同轴型和不同速度下的称量误差。

S41、重复性测试：重复S30至S40多次，并记录测试的结果，计算出重复性误差。

对于静态校准的情况，即模拟多次地在公路称重设备的秤台82上放置砝码9再取走砝码9。由于取消真实的砝码9，只需通过在控制装置5设置测试次数的参数，这避免了多次搬运砝码9。

对于动态校准的情况，即模拟真实的车辆10多次驶过公路动态称重系统8的秤台82。由于取消真实的车辆10，通过在控制装置5设置测试次数的参数，采用本发明的静动态校准系统是非常便捷高效地进行重复性测试。

S42、偏载测试：所述公路动态称重设备8的秤台82划分为多个加载区域，调整所述承压底板4在不同的加载区域，转到S30；当所有的加载区域都测试了，转到S50。如图10所示，将秤台82划分为三个加载区域，即中间821、左边822、右边823。

所述伺服电动缸2的缸体与所述横梁11滑动连接，所述横梁11与所述纵梁13滑动连接。可改变伺服电动缸2的横向与纵向位置。

对于静态校准的情况，模拟将砝码9先后放在秤台82的中间821、左边822、右边823进行校准。

对于动态校准的情况，模拟真实的车辆10从秤台82的中间821、左边822、右边823行驶。

将伺服电动缸2与承压底板4的位置调整到秤台82的中间821、左边822、右边823。通过横向驱动装置与纵向驱动装置调整伺服电动缸2的位置。

S50、完成所述公路动态称量设备的静动态校准。

所述静动态校准系统在在校准过程中，龙门架1起支撑作用，承压底板4位于公路动态称重设备8的上方。静动态模式切换开关6用于切换伺服电动缸2的静动态加载状态，当静动态模式切换开关6发送静态加载信号给控制装置5时，控制装置5调取静态参数存储器51的静态参数，然后根据静态参数控制着伺服电动缸2进行静态加载输出；当静动态模式切换开关6发送动态加载信号给控制装置5时，控制装置5调取动态参数存储器52的动态参数，然后根据动态参数控制着伺服电动缸2进行动态加载输出。在伺服电动缸2的加载过程中，伺服电动缸2的输出轴21向下移动，当承压底板4紧贴着秤台82并向下施加作用力时，即对于静态加载，模拟了砝码9放置在公路动态称重设备8的秤台82上；对于动态加载，模拟了车辆10的车轮行驶在公路动态称重设备8的秤台82上；此时公路动态称重设备8输出检测重量，力传感器3输出参考重量，参考重量即检测出伺服电动缸2的加载力值。当控制装置5使伺服电动缸2取消加载力值时，公路动态称重设备8没有输出检测重量，力传感器3没有输出参考重量，即对于静态加载，模拟了将砝码9从公路动态称重设备8的秤台82上取走，对于动态加载，模拟了车辆10的车轮离开公路动态称重系统的秤台82。通过对比所述检测重量与所述参考重量，得到所述公路动态称重设备8的称量误差，实现对公路动态称重系统的静动态校准。

伺服电动缸2的加载力值F是由输入电流I决定，控制装置5通过调整输入电流值I，从而改变伺服电动缸2的加载力值F。伺服电动缸2是现有的将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点精确转速控制，精确转数控制，精确扭矩控制转变成精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制；实现高精度直线运动系列的产品。力传感器3是采用现有的高精度力传感器，准确地检测出加载力值。

还包括键盘53，所述键盘53与所述控制装置5电连接。通过键盘53输入参数，便捷地调整伺服电动缸2的加载情况。参数包括静态校准参数与动态校准参数，所述静态校准参数包括静态加载力值F’与静载加载脉冲时间t’，控制装置5在收到所述静态校准参数后将其存储在所述静态参数存储器51；所述动态校准参数包括车辆10的轴型N、车辆10的相邻两轴的轴距L、车辆10的行驶速度v、秤台82宽度l、动态加值力值F、动态加载脉冲时间t、间隔时间T。控制装置5在收到所述动态校准参数后将其存储在所述动态参数存储器52。

还包括计算机7、公路动态称重设备8与显示器71，所述力传感器3、公路动态称重设备8均与所述计算机7电连接，所述计算机7还与所述显示器71电连接。计算机7接收公路动态称量设备输出的检测重量的数据以及接收力传感器3输出的参考重量的数据，然后将数据直观地显示在显示器71上，以及显示出公路动态称量设备的称量误差。

还包括导轨14与滑块15，所述导轨14与所述横梁11的下侧面固定连接，所述伺服电动缸2的缸体与所述滑块15固定连接，所述滑块15与所述导轨14滑动连接。可改变伺服电动缸2的横向位置。

所述龙门架1包括承力立柱12与纵梁13，所述纵梁13的两端分别与两个所述承力立柱12的上端固定连接，所述横梁11与所述纵梁13滑动连接，所述承力立柱12的下端与所述公路动态称重设备8的基座81固定连接，所述承压底板4位于所述公路动态称重设备8的秤台82上方。可改变伺服电动机的纵向位置。

还包括横向驱动装置(未图示)与纵向驱动装置(未图示)，所述横向驱动装置控制所述滑块15的滑动状态，所述纵向驱动装置控制所述横梁11的滑动状态。所述横向驱动装置与纵向驱动装置均与所述控制装置5电连接。横向驱动装置与纵向驱动装置为现有技术的产品，根据在公路动态称重设备8的加载区域，通过控制装置5的控制，调节伺服电动缸2的横向与纵向的位置，便于进行偏载测试。

所述伺服电动缸2、力传感器3、承压底板4均有两个，所述公路动态称重设备8的秤台82有两个；车辆10在公路动态称重设备8上行驶时，车辆10的同排左右两个车轮分别经过两个秤台82。

还包括静态模式指示灯55与动态模式指示灯56，所述静态模式指示灯55与动态模式指示灯56均与所述控制装置5电连接。当控制装置5控制着伺服电动缸2进行静态加载时，控制装置5使静态模式指示灯55亮起，动态模式指示灯56熄灭；当控制装置5控制着伺服电动缸2进行静态加载时，控制装置5使静态模式指示灯55熄灭，动态模式指示灯56亮起；便于工作人员识别本发明的静动态校准系统的工作状态。

还包括转接头22，所述动态力源加载装置的输出轴21与所述转接头22固定连接，所述转接头22与所述力传感器3通过螺栓锁紧连接。所述力传感器3与所述承压底板4也是通过螺栓锁紧连接。当力传感器3出现故障时，便于更换力传感器3。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、设备安装：将静动态校准系统安装于公路动态称重设备，所述静动态校准系统包括龙门架、横梁、伺服电动缸、力传感器、承压底板、控制装置、静态参数存储器、动态参数存储器与静动态模式切换开关，所述横梁的两端分别与两个所述龙门架固定连接，所述伺服电动缸的缸体与所述横梁固定连接，所述伺服电动缸的输出轴与所述力传感器的上侧面固定连接，所述承压底板与所述力传感器的下侧面固定连接，所述控制装置与所述伺服电动缸电连接，所述静态参数存储器、动态参数存储器、静动态模式切换开关均与所述控制装置电连接，所述龙门架与所述公路动态称重设备的基座固定连接，所述承压底板位于所述公路动态称重设备的秤台上方；

S20、设定参数：所述参数包括静态校准参数与动态校准参数，所述静态校准参数包括所述伺服电动缸的静态加载力值F’与静态加载脉冲时间t’，所述动态校准参数包括所述伺服电动缸的动态加载力值F、动态加载脉冲时间t与间隔时间T，将所述参数输入到所述控制装置，所述控制装置将所述静态校准参数发送到所述静态参数存储器，将所述动态校准参数发送到所述动态参数存储器；

S30、加载测试：当所述静动态模式切换开关发送静态执行信号给所述控制装置时，所述控制装置调取所述静态存储器里的参数，当所述静动态模式切换开关发送动态执行信号给所述控制装置时，所述控制装置调取所述动态存储器里的参数；所述控制装置按照调取的参数控制所述伺服电动缸，使所述承压底板对所述公路动态称重设备的秤台施加向下的作用力；

S40、校准测试：所述公路动态称重设备输出检测重量m，相应地所述力传感器输出参考重量M，对比所述检测重量m与所述参考重量M，得到所述公路动态称重设备的称量误差；

S50、完成所述公路动态称量设备的静动态校准。

2.根据权利要求1所述的一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，所述静态加载力值F’有多个，所述静态加载脉冲时间t’的数量与所述静态加载力值F’的数量一致。

3.根据权利要求1所述的一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，所述动态校准参数还包括车辆的相邻两轴的轴距L、车辆的行驶速度v、动态汽车衡的秤台宽度l，所述加载脉冲时间t等于l/v，所述间隔时间T等于L/v。

4.根据权利要求1所述的一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，所述动态校准参数还包括车辆的轴型N，N≥2，所述车辆的相邻两轴的轴距具体为L_j，1≤j≤N-1，N与j都是正整数，所述间隔时间具体为T_j，T_j＝L_j/v。

5.根据权利要求1所述的一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，所述动态校准参数还包括最小加载力值F_min、最大加载力值F_max与递增力值F_inc，所述加载力值F在最小加载力值F_min与最大加载力值F_max之间从小到大依次选取。

6.根据权利要求1所述的一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，在所述S10之前，还包括S1；

S1、伺服电动缸的标定：将所述承压底板紧贴刚性地面，调整所述伺服电动缸的输入电流值I，所述伺服电动缸输出加载力值F，由于所述伺服电动缸的加载力值F是由输入电流值I决定，从而得到加载力值F与输入电流值I之间的函数关系F＝f(I)，所述静动态校准系统还包括函数存储器，所述函数存储器与所述控制装置电连接，将函数关系F＝f(I)储存在所述函数存储器。

7.根据权利要求1所述的一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，在所述S10之后还包括S11；

S11、预加载测试：所述伺服电动缸的输出轴朝所述公路动态称重设备的秤台方向移动一段行程H，直至所述承压底板与所述公路动态称重设备的秤台间隙为零，初始化控制装置，然后所述伺服电动缸对所述公路动态称重设备的秤台施加适当大小的力值F₀，保证所述承压底板与所述公路动态称重设备的秤台压紧贴合，此时所述力传感器输出参考重量M₀，所述公路动态称重设备输出检测重量m₀，再同时对所述力传感器与所述公路动态称重设备进行清零。

8.根据权利要求1所述的一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，在所述S40之后还包括S41；

S41、重复性测试：重复S30至S40多次，并记录测试的结果，计算出重复性误差。

9.根据权利要求1所述的一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，在所述S40之后还包括S42；

S42、偏载测试：所述动态汽车衡的秤台划分为多个加载区域，调整所述承压底板在不同的加载区域，转到S30；当所有的加载区域都测试了，转到S50。

10.根据权利要求9所述的一种公路动态称重设备的静动态校准方法，其特征在于，所述伺服电动缸的缸体与所述横梁滑动连接，所述横梁与所述纵梁滑动连接。

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