CN116222713B - 一种环卫车称重传感器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种环卫车称重传感器及其控制方法，当环卫车称重传感器的压电材料的表面温度高于预设的温度阈值时，则根据该压电材料的铅直电位差获得输出电压的铅直电压补偿量，根据环卫车行驶的加速度，获得横向电压补偿量，根据所述横向电压补偿量与所述铅直电压补偿量，对该称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，通过该补偿称重检测电压确定称重传感器上的补偿负载重量，而当压电材料的表面温度低于预设的温度阈值时，则将输出电压作为称重检测电压确定称重传感器上的负载重量，可以降低环卫车称重传感器内部压电材料表面温度过高对称重传感器的称重结果造成的干扰，有效提高称重传感器的检测精度与安全性。
Description
技术领域
本申请涉及称重传感器技术领域，具体的说，本申请公开了一种环卫车称重传感器及其控制方法。
背景技术
称重传感器是一种通过压电材料将压力或形变等物理变化信号转变为可测量的电压信号输出的设备，近年来，称重传感器一直朝着更灵敏、更精确、更强的适应性、更小巧和更加智能的方向发展，而环卫车称重传感器是一种动态称重传感器，其可以在环卫车行驶过程中对车上拉载的垃圾进行实时称重，并将称重结果发送给管理中心，以便管理中心对管理范围内的环卫车进行实时动态调度，这也对环卫车称重传感器的检测精度提出了更高要求。
通常，称重传感器的输出会受温度的影响，随温度的变化而变化，这直接影响了称重传感器的测量精度，当温度变化时，会造成前后测量的数据存在误差，影响最终的称重结果，特别是环卫车所处环境复杂，环卫车称重传感器一般位于车辆底部或封闭空间内，局部温度较高，温度变化频繁，更容易受温度的影响。
现有技术中为了降低温度对环卫车称重传感器的影响，通常是采用温度补偿的方式，例如中国专利号为202121974228.2，名称为：一种用于智能环卫车辆称重传感器的测试架的现有技术，其采用的技术方案是通过测试架在完成一次升温、降温过程，即可完成多个传感器的温度补偿数据，并且每个传感器的温度补偿数据可以通过走线槽输出，快速高效完成测试，但该现有技术方案主要是针对外部环境温度的补偿，而对于环卫车称重传感器内部的温度影响则没有涉及，但环卫车称重传感器内部如压电材料表面温度过高会造成电致伸缩效应引起环卫车称重传感器中压电材料内部的应力干扰，现有实验表明，压电材料的电致伸缩应力干扰在称重传感器内部压电材料表面温度上升到一定程度时将会获得不容忽视的量级，即在环卫车称重传感器内部压电材料表面温度超过一定值时，称重传感器中压电材料的内部应力将呈现跳跃式增长，影响环卫车称重传感器的检测精度，造成环卫车称重传感器的检测误差。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种环卫车称重传感器及其控制方法，以有效降低环卫车称重传感器内部压电材料表面温度过高对环卫车称重传感器的检测精度的影响。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种环卫车称重传感器控制方法，包括如下步骤：
判断环卫车称重传感器压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值；
当所述表面温度高于预设的温度阈值时，根据环卫车称重传感器中压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力，根据所述铅直电致伸缩应力，进一步确定铅直电压补偿量；
检测所述环卫车行驶时的加速度，根据所述环卫车行驶时的加速度确定所述压电材料的横向电致伸缩应力，进而根据所述横向电致伸缩应力和所述称重传感器的横向灵敏度，确定横向电压补偿量；
根据所述铅直电压补偿量和所述横向电压补偿量对所述环卫车称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，由所述补偿称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载补偿重量；
当所述表面温度低于预设的温度阈值时，将所述环卫车称重传感器的输出电压作为称重检测电压，由所述称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载重量。
在一些实施例中，判断所述压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值之前还可包括：
检测所述环卫车称重传感器中压电材料上下表面的电位差，得到铅直电位差；
对所述铅直电位差进行线性放大，得到所述环卫车称重传感器的输出电压。
在一些实施例中，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力可包括：
根据所述压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料的电极化强度；
根据所述电极化强度与压电材料的电致伸缩系数，确定铅直电致伸缩应力。
在一些实施例中，根据所述环卫车行驶时的加速度，确定所述压电材料的横向电致伸缩应力可包括：
根据所述环卫车行驶时的加速度，确定环卫车因所述加速度产生的横向虚载荷；
根据所述横向虚载荷和压力-电压灵敏度，确定所述压电材料的横向电位差；
根据所述横向电位差确定所述压电材料的横向电致伸缩应力。
在一些实施例中，检测所述环卫车称重传感器中压电材料的上下表面的铅直电位差之前还可包括：
在压电材料的铅直方向上施加单位压力信号，检测所述压电材料表面感应所述单位压力信号产生的单位铅直电位差；
根据产生的单位铅直电位差与所述单位压力信号的比值确定压力-电压灵敏度。
在一些实施例中，判断所述压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值之前还包括：
设置温度传感器，通过所述温度传感器采集压电材料的表面温度值。
在一些实施例中，所述称重传感器的横向灵敏度由下述方式确定：
向所述压电材料施加横向的单位压力信号，检测所述压电材料感应所述单位压力信号后在横向压力方向上产生的电位差和和在铅直方向上产生的电位差；
根据所述横向压力方向上产生的电位差和所述铅直方向上产生的电位差的比值确定所述称重传感器的横向灵敏度。
第二方面，本申请还提供一种环卫车称重传感器，其包括称重控制单元，所述称重控制单元包括有：
温度判断模块，用于判断环卫车称重传感器压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值；
铅直电压补偿量确定模块，用于当所述表面温度高于预设的温度阈值时，根据环卫车称重传感器中压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力，根据所述铅直电致伸缩应力，进一步确定铅直电压补偿量；
横向电压补偿量确定模块，用于检测所述环卫车行驶时的加速度，根据所述环卫车行驶的加速度确定所述压电材料的横向电致伸缩应力，进而根据所述横向电致伸缩应力和所述称重传感器的横向灵敏度，确定横向电压补偿量；
负载补偿重量确定模块，用于根据所述铅直电压补偿量与所述横向电压补偿量对所述环卫车称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，进而由所述补偿称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载补偿重量；
负载重量确定模块，用于当所述表面温度低于预设的温度阈值时，将所述环卫车称重传感器的输出电压作为称重检测电压，由所述称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载重量。
第三方面，本申请还提供一种计算机设备，所述计算设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行所述的环卫车称重传感器控制方法。
第四方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的环卫车称重传感器控制方法。
本申请实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
本申请公开的环卫车称重传感器及其控制方法中，通过判断环卫车称重传感器压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值；当所述表面温度高于预设的温度阈值时，则根据环卫车称重传感器中压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力，根据所述铅直电致伸缩应力，进一步确定铅直电压补偿量；获取所述环卫车行驶时的加速度，根据所述所述环卫车行驶的加速度确定所述压电材料的横向电致伸缩应力，进而根据所述横向电致伸缩应力与所述称重传感器的横向灵敏度，确定横向电压补偿量；根据所述铅直电压补偿量与所述横向电压补偿量对所述环卫车称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，进而由所述称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载补偿重量；而当所述表面温度低于预设的温度阈值时，则将所述称重传感器的输出电压作为称重检测电压，由所述称重检测电压确定称重传感器上的负载重量。
本申请中首先进行环卫车称重传感器内部压电材料表面温度的判断，当环卫车称重传感器的压电材料的表面温度高于预设的温度阈值时，则根据该压电材料的铅直电位差获得输出电压的铅直电压补偿量，根据环卫车行驶的加速度，获得横向电压补偿量，根据所述横向电压补偿量与所述铅直电压补偿量，对该称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，通过该补偿称重检测电压确定称重传感器上的补偿负载重量，而当压电材料的表面温度低于预设的温度阈值时，则将输出电压作为称重检测电压确定称重传感器上的负载重量，从而可以降低环卫车称重传感器内部压电材料温度过高对称重传感器的称重结果造成的干扰，有效提高称重传感器的检测精度与安全性。
附图说明
图1是根据本申请一些实施例所示的环卫车称重传感器控制方法的示例性流程图；
图2是根据本申请一些实施例所示的一种铁镍压电材料的电致伸缩系数随温度变化曲线图；
图3是根据本申请一些实施例所示的环卫车称重传感器的称重控制单元的示例性硬件和/或软件的示意图；
图4是根据本申请一些实施例所示的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请通过对环卫车称重传感器内部温度的判断步骤，在环卫车称重传感器内部压电材料的表面温度较高导致电致伸缩应力对环卫车称重传感器的干扰较大时，对称重传感器的输出电压进行补偿，降低了环卫车称重传感器内部压电材料的表面温度过高对称重传感器的称重结果造成的干扰，提高了称重传感器的检测精度与安全性，而在环卫车称重传感器内部压电材料的表面温度较低时，则将输出电压作为称重检测电压确定称重传感器上的负载重量。
为了更好的理解上述技术方案，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。
参考图1，根据本申请一些实施例所示的环卫车称重传感器控制方法的示例性流程图，该环卫车称重传感器控制方法100主要包括如下步骤：
在步骤101，判断环卫车称重传感器压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值。
通常，环卫车称重传感器中压电材料的电致伸缩效应强度大小与其表面温度存在正相关，而在封闭的环境、散热不好或者环卫车过载时都容易导致称重传感器的压电材料局部温度过高，参考图2，该图是一种铁镍压电材料的电致伸缩系数随温度变化的曲线图，如图所示，当压电材料温度高于该材料的居里点时，电致伸缩效应将会极大提升，该电致伸缩效应产生的电致伸缩应力将在铅直电位差上形成干扰量，该干扰量将随铅直电位差被线性放大，导致环卫车称重传感器的检测结果产生很大的偏差量，使得所述称重传感器的检测精度不再满足检测要求，在一些实施例中，本步骤中预设的温度阈值可以根据称重传感器检测精度而定，也可以将所述压电材料的居里温度作为预设的温度阈值，这里不做具体限定。
在一些实施例中，可通过温度传感器采集温度，即在判断所述压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值之前还设置温度传感器，通过温度传感器采集所述压电材料的表面温度值，具体实现时，温度传感器可以是红外线测温仪，也可以是其他能够实现压电材料表面温度采集的装置或设备，这里不做限定。
另外，在一些实施例中，在判断所述压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值之前还可通过下述方式确定输出电压，即：
检测所述环卫车称重传感器中压电材料上下表面的电位差，得到铅直电位差；对所述铅直电位差进行线性放大，得到所述环卫车称重传感器的输出电压。
在步骤102，当所述表面温度高于预设的温度阈值时，根据环卫车称重传感器中压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力，根据所述铅直电致伸缩应力，进一步确定铅直电压补偿量。
在步骤103，检测所述环卫车行驶时的加速度，根据所述环卫车行驶时的加速度确定所述压电材料的横向电致伸缩应力，进而根据所述横向电致伸缩应力和所述称重传感器的横向灵敏度，确定横向电压补偿量。
在一些实施例中，可由在环卫车上预设的加速度传感器检测所述环卫车行驶时的加速度，具体实现时，所述加速度传感器可以是电容式加速度传感器或是其他可以获取环卫车加速度的装置或设备，这里不做具体限定。
在步骤104，根据所述铅直电压补偿量和所述横向电压补偿量对所述环卫车称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，由所述补偿称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载补偿重量。
具体实现时，所述补偿的补偿方式可以是通过同相加法运算电路，将所述所述铅直电压补偿量、所述横向电压补偿量、输出电压同时加入该同相加法运算电路的输入端，从而由该同相加法运算电路的输出端获得补偿称重检测电压，根据该补偿称重检测电压确定该称重传感器的补偿称重结果，从而消除环卫车称重传感器内部压电材料的表面温度较高时电致伸缩应力对称重传感器的称重结果造成的干扰，有效提高称重传感器的检测精度和安全性。
在步骤105，当所述表面温度低于预设的温度阈值时，将所述环卫车称重传感器的输出电压作为称重检测电压，由所述称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载重量。
在一些实施例中，根据所述铅直电位差的线性放大的放大倍数与压电晶体的压力-电压灵敏度，可以由所述称重检测电压反向确定出称重传感器上的负载重量，例如，所述称重传感器上的负载重量可以由下式确定：
其中，为称重传感器上的负载重量，/>为称重检测电压，/>为铅直电压差线性放大的放大倍数，/>为压力-电压灵敏度，/>为重力加速度。
在一些实施例中，所述环卫车承受负载后，可检测环卫车车厢底部的压电材料上下表面的铅直电位差；
将所述电位差通过低噪声的同轴电缆传输到信号放大器，通过信号放大器对铅直电位差进行放大，得到待补偿的称重电压，其中信号放大器可以是比例运算放大器或其他能实现信号放大的装置或器件，这里不作具体限定。
另外，需要说明，本申请中压电材料可以是不具有中心对称性结构的晶体，也可以是其他可以实现压电效应的金属或非金属，这里不作具体限定，当该压电材料受到负载压力产生形变时，内部电荷将会产生极化现象，即，在铅直方向的上下表面分别形成正负性的束缚电荷，从而在上下表面间形成铅直电位差，而该铅直电位差与该负载压力具有一定线性关系，因此，可以通过该电位差大小确定该环卫车车厢内的负载重量。
此外，由于压电材料表面常常不规则，并且当产生的电位差较小时，难以满足称重检测时的分度值需要，因此，具体实现时，所述压电材料的上下表面可分别连接金属极板，所述金属极板可以是任意具有优良导电结构的金属材料板，这里不做具体限定，通过检测该金属极板上产生的电位差作为铅直电位差并对其进行信号放大，可得到称重传感器的输出电压。
在一些实施例中，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力可采用下述方式，即：
根据所述压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料的电极化强度；
根据所述电极化强度和压电材料的电致伸缩系数，确定铅直电致伸缩应力。
在一些实施例中，所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力可以由下式确定：
其中，为铅直电致伸缩应力，/>为压电材料的电致伸缩系数，标定为常数，/>是真空介电常数，/>为压电材料的相对介电常数，/>为铅直电位差，/>为电位差检测点的在铅直方向上的距离，在一些实施例中，所述铅直方向上的距离也可以是压电材料上下表面连接的金属极板的垂直距离。
需要说明，本申请中的电致伸缩应力是由电致伸缩效应产生的压电材料内部应力，该电致伸缩效应会在由铅直电位差产生的电场作用下，在所述压电材料内部感应产生电致伸缩应力，该电致伸缩应力作用于环卫车称重传感器的压电材料内部，从而对环卫车称重传感器的测量结果产生影响。
另外，电致伸缩应力不同与压电效应的逆效应，其强度大小不满足压电方程，而是与所述压电材料的电极化强度的二次方相关，由于该电极化强度在数值上等于该压电材料表面的束缚电荷密度，因此，作为一个优选的实施例，可根据铅直方向上因正负束缚电荷产生的铅直电位差，确定所述压电材料电极化强度大小，进而得到压电材料内部的电致伸缩应力。
具体来说，本申请中的电极化强度大小可以由下式确定：
其中，为压电材料的电极化强度，/>是真空介电常数，/>为压电材料的相对介电常数，/>为铅直电位差，/>为电位差检测点在铅直方向上的距离。
在一些实施例中，可以根据所述铅直电致伸缩应力，由压电材料的压力-电压灵敏度和称重传感器传输电位差过程中的放大倍数，确定所述称重传感器的铅直电压补偿量。
例如，所述称重传感器的铅直电压补偿量可以由下式确定：
其中，为铅直电压补偿量，/>铅直电致伸缩应力，/>为称重传感器传输电位差过程中的放大倍数，/>为压电材料产生压电效应的压力-电压灵敏度，在压电材料封装制作后设为标定常量。
在一些实施例中，根据所述所述环卫车行驶的加速度，确定所述压电材料的横向电致伸缩应力可采用下述实现，即：
根据所述环卫车行驶时的加速度，确定环卫车因所述加速度产生的横向虚载荷；
根据所述横向虚载荷和压力-电压灵敏度，确定所述压电材料的横向电位差；
根据所述横向电位差确定所述压电材料的横向电致伸缩应力。
具体实现时，所述横向虚载荷可由牛顿运动定律确定，具体来说，横向虚载荷由环卫车行驶过程中的加速度产生，例如，1000公斤负载的环卫车行驶过程中的加速度为5米每二次方秒，在所述压电材料上的负载固定时，由牛顿运动定律即可以确定所述负载对所述压电材料会产生5000牛顿的横向负载，该横向负载的表现形式可以是静摩擦力、推力或是其他类型复合力，这里不再赘述。
而所述横向虚载荷同样会因压电效应在压电材料两端感应产生横向电位差，感应所述横向负载而产生的横向电位差不受称重传感器检测，但该横向电位差会导致称重传感器内部产生横向伸缩应力，由于所述压电材料的封装误差或其自身存在的横向压电效应形成的横向灵敏度，横向电致伸缩应力会在铅直电位差上产生横向电致伸缩干扰量，因此，需要在输出电压处针对该横向电致伸缩干扰量做出补偿。
在一些实施例中，所述横向电位差可以是所述横向虚载荷与压力-电压灵敏度的乘积，作为一个优选的实施例，所述横向电致伸缩应力可以由下式确定：
其中，为铅直电致伸缩应力，/>为压电材料的电致伸缩系数，标定为常数，/>是真空介电常数，/>为压电材料的相对介电常数，/>为横向虚载荷，/>为压电材料产生压电效应的压力-电压灵敏度，/>为所述压电材料的横向长度，而在一些实施例中，所述铅直方向上的距离也可以是压电材料上下表面连接的金属极板的垂直距离。
在一些实施例中，根据所述横向电致伸缩应力和所述称重传感器的横向灵敏度，可以确定称重传感器的横向电压补偿量；
具体实现时，所述称重传感器的横向电压补偿量可以由下式确定：
其中，为铅直电压补偿量，/>铅直电致伸缩应力，/>为称重传感器传输电位差过程中的放大倍数，/>为压电材料产生压电效应的压力-电压灵敏度，/>为压电材料的横向灵敏度。
需要说明，所述横向灵敏度指的是横向电位差在铅直方向上被检测得到的比例，由于所述压电材料的封装误差，安装时没有进行水平校准或其自身存在的横向压电效应，一部分的横向电位差不可避免的会在铅直方向被检测到，从而引起横向伸缩应力对压电材料铅直电位差的干扰，进而影响称重传感器的检测得到的负载重量。
另外，本申请中压电材料受到负载压力时在其表面产生电势差，所述负载压力大小与所述电势差比值即可得到压电材料的压力-电压灵敏度。
在一些实施例中，所述压力-电压灵敏度、横向灵敏度等压电材料的相关参数可以在所述压电材料封装前测试得到，例如，所述称重传感器的横向灵敏度可由下述方式确定：
向所述压电材料施加横向的单位压力信号，检测所述压电材料感应所述单位压力信号后在横向压力方向上产生的电位差和和在铅直方向上产生的电位差；
根据所述横向压力方向上产生的电位差和所述铅直方向上产生的电位差的比值确定所述环卫车称重传感器的横向灵敏度。
另外，在一些实施例中，获取环卫车称重传感器中压电材料的上下表面的铅直电位差之前还可以采用下述方式确定压力-电压灵敏度，即：
在压电材料的铅直方向上施加单位压力信号，检测所述压电材料表面感应所述单位压力信号产生的单位铅直电位差；
根据产生的单位铅直电位差与所述单位压力信号的比值确定压力-电压灵敏度。
另外，本申请的另一方面，在一些实施例中，参考图3，该图是根据本申请一些实施例所示的环卫车称重传感器的称重控制单元的示例性硬件和/或软件的示意图，该环卫车称重传感器包括有称重控制单元300，该称重控制单元300可包括：温度判断模块301、铅直电压补偿量确定模块302、横向电压补偿量确定模块303、负载补偿重量确定模块304和负载重量确定模块305，分别说明如下：
温度判断模块301，本申请中温度判断模块301主要用于判断环卫车称重传感器压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值；
铅直电压补偿量确定模块302，本申请中铅直电压补偿量确定模块302主要用于当所述表面温度高于预设的温度阈值时，根据环卫车称重传感器中压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力，根据所述铅直电致伸缩应力，进一步确定铅直电压补偿量；
横向电压补偿量确定模块303，本申请中横向电压补偿量确定模块303主要用于检测所述环卫车行驶时的加速度，根据所述环卫车行驶的加速度确定所述压电材料的横向电致伸缩应力，进而根据所述横向电致伸缩应力和所述称重传感器的横向灵敏度，确定横向电压补偿量；
负载补偿重量确定模块304，本申请中负载补偿重量确定模块304主要用于根据所述铅直电压补偿量与所述横向电压补偿量对所述环卫车称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，进而由所述补偿称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载补偿重量；
负载重量确定模块305，本申请中负载重量确定模块305主要用于当所述表面温度低于预设的温度阈值时，将所述环卫车称重传感器的输出电压作为称重检测电压，由所述称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载重量。
另外，在一些实施例中，参考图4，该图是根据本申请一些实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，上述实施例中的空气检测方法可以通过图4所示的计算机设备来实现,，该计算机设备400包括至少一个处理器401，通信总线402、存储器403以及至少一个通信接口404。
处理器401可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)、特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)或一个或多个用于控制本申请中的环卫车称重传感器控制方法的执行。
通信总线402可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
存储器403可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only Memory，CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器403可以是独立存在，通过通信总线402与处理器401相连接，存储器403也可以和处理器401集成在一起。
其中，存储器403用于存储执行本申请方案的程序代码，并由处理器401来控制执行。处理器401用于执行存储器403中存储的程序代码。程序代码中可以包括一个或多个软件模块。上述实施例中环卫车上负载重量与负载补偿重量的确定可以通过处理器401以及存储器403中的程序代码中的一个或多个软件模块实现。
通信接口404，使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wirelesslocal areanetworks，WLAN)等。
在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备可以包括多个处理器，这些处理器中的每一个可以是一个单核(single-CPU)处理器，也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
上述的计算机设备可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑 (personaldigital assistant，PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备或者嵌入式设备。本申请实施例不限定计算机设备的类型。
综上，本申请首先进行环卫车称重传感器内部压电材料表面温度的判断，当环卫车称重传感器的压电材料的表面温度高于预设的温度阈值时，根据该压电材料的铅直电位差获得输出电压的铅直电压补偿量，根据环卫车行驶的加速度，获得横向电压补偿量，根据所述横向电压补偿量与所述铅直电压补偿量，对该称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，通过该补偿称重检测电压确定称重传感器上的补偿负载重量，从而降低环卫车称重传感器内部压电材料表面温度过高对环卫车称重传感器的检测精度的影响，可有效提高称重传感器的检测精度与安全性，而当压电材料的表面温度低于预设的温度阈值时，则将输出电压作为称重检测电压确定称重传感器上的负载重量。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种环卫车称重传感器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
判断环卫车称重传感器压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值；
当所述表面温度高于预设的温度阈值时，根据环卫车称重传感器中压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力，根据所述铅直电致伸缩应力，进一步确定铅直电压补偿量；
检测所述环卫车行驶时的加速度，根据所述环卫车行驶时的加速度确定所述压电材料的横向电致伸缩应力，进而根据所述横向电致伸缩应力和所述称重传感器的横向灵敏度，确定横向电压补偿量；
根据所述铅直电压补偿量和所述横向电压补偿量对所述环卫车称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，由所述补偿称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载补偿重量；
当所述表面温度低于预设的温度阈值时，将所述环卫车称重传感器的输出电压作为称重检测电压，由所述称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载重量；
其中所述称重传感器的横向灵敏度由下述方式确定：
向所述压电材料施加横向的单位压力信号，检测所述压电材料感应所述单位压力信号后在横向压力方向上产生的电位差和和在铅直方向上产生的电位差；
根据所述横向压力方向上产生的电位差和所述铅直方向上产生的电位差的比值确定所述称重传感器的横向灵敏度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值之前还包括：
检测所述环卫车称重传感器中压电材料上下表面的电位差，得到铅直电位差；
对所述铅直电位差进行线性放大，得到所述环卫车称重传感器的输出电压。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力包括：
根据所述压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料的电极化强度；
根据所述电极化强度与压电材料的电致伸缩系数，确定铅直电致伸缩应力。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述环卫车行驶时的加速度，确定所述压电材料的横向电致伸缩应力包括：
根据所述环卫车行驶时的加速度，确定环卫车因所述加速度产生的横向虚载荷；
根据所述横向虚载荷和压力-电压灵敏度，确定所述压电材料的横向电位差；
根据所述横向电位差确定所述压电材料的横向电致伸缩应力。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，检测所述环卫车称重传感器中压电材料的上下表面的铅直电位差之前还包括：
在压电材料的铅直方向上施加单位压力信号，检测所述压电材料表面感应所述单位压力信号产生的单位铅直电位差；
根据产生的单位铅直电位差与所述单位压力信号的比值确定压力-电压灵敏度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值之前还包括：
设置温度传感器，通过所述温度传感器采集压电材料的表面温度值。
7.一种环卫车称重传感器，其特征在于，包括称重控制单元，所述称重控制单元包括有：
温度判断模块，用于判断环卫车称重传感器压电材料的表面温度是否高于预设的温度阈值；
铅直电压补偿量确定模块，用于当所述表面温度高于预设的温度阈值时，根据环卫车称重传感器中压电材料的铅直电位差，确定所述压电材料因所述铅直电位差产生的铅直电致伸缩应力，根据所述铅直电致伸缩应力，进一步确定铅直电压补偿量；
横向电压补偿量确定模块，用于检测所述环卫车行驶时的加速度，根据所述环卫车行驶的加速度确定所述压电材料的横向电致伸缩应力，进而根据所述横向电致伸缩应力和所述称重传感器的横向灵敏度，确定横向电压补偿量，其中所述称重传感器的横向灵敏度由下述方式确定：
向所述压电材料施加横向的单位压力信号，检测所述压电材料感应所述单位压力信号后在横向压力方向上产生的电位差和和在铅直方向上产生的电位差；
根据所述横向压力方向上产生的电位差和所述铅直方向上产生的电位差的比值确定所述称重传感器的横向灵敏度；
负载补偿重量确定模块，用于根据所述铅直电压补偿量与所述横向电压补偿量对所述环卫车称重传感器的输出电压进行补偿，得到补偿称重检测电压，进而由所述补偿称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载补偿重量；
负载重量确定模块，用于当所述表面温度低于预设的温度阈值时，将所述环卫车称重传感器的输出电压作为称重检测电压，由所述称重检测电压确定所述环卫车称重传感器上的负载重量。
8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行如权利要求1至6任一项所述的环卫车称重传感器控制方法。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的环卫车称重传感器控制方法。
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Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3937641A1 (de) * | 1989-11-11 | 1991-01-10 | Daimler Benz Ag | Drucksensor |
| JPH0862081A (ja) * | 1994-08-26 | 1996-03-08 | Ricoh Co Ltd | 圧電型圧力センサ及びその製造方法 |
| CN1143184A (zh) * | 1995-08-14 | 1997-02-19 | 日本碍子株式会社 | 传感器部件和颗粒传感器 |
| JP2000352536A (ja) * | 1999-04-08 | 2000-12-19 | Fuji Heavy Ind Ltd | 荷重測定装置 |
| US6313414B1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-11-06 | Harvestmaster, Inc. | Slope and motion compensator for weighing on a dynamic platform |
| CN101226051A (zh) * | 2008-01-30 | 2008-07-23 | 哈尔滨师范大学 | 温度自动补偿光纤光栅动态应变测量方法及其系统 |
| CN102353439A (zh) * | 2011-07-04 | 2012-02-15 | 宁波柯力电气制造有限公司 | 具有温度补偿功能的数字模块及其温度补偿方法 |
| CN102455682A (zh) * | 2010-11-02 | 2012-05-16 | 张文龙 | 一种基于vb程序对机床几何误差进行补偿的方法 |
| CN103405221A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-27 | 无锡市中健科仪有限公司 | 一种血压测量压力传感器温度补偿方法 |
| CN106595829A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-04-26 | 东南大学 | 具有温度补偿功能的车辆动态称重传感器及其制备方法 |
| CN106679777A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-17 | 承德石油高等专科学校 | 电子秤温度补偿装置及其补偿方法 |
| CN108534923A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-09-14 | 成都勇进电子科技有限公司 | 提高纵向灵敏度的压电式侧力传感器 |
| CN207937088U (zh) * | 2018-01-17 | 2018-10-02 | 华侨大学 | 一种基于压电材料的混凝土平面动应力传感器 |
| CN110068418A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-30 | 慧石（上海）测控科技有限公司 | 一种可在振动环境中工作的压力及加速度多功能传感器 |
| CN110617914A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-27 | 华为技术有限公司 | 一种压电传感器的信号校正方法及电子设备 |
| CN112983967A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-06-18 | 同济大学 | 一种基于无线传输的智能垫片及应用 |
| CN113466764A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-01 | 西安理工大学 | 一种带有温度补偿的广义磁电效应测量方法 |
| CN113945308A (zh) * | 2020-07-17 | 2022-01-18 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 衬底上机械应力感测与补偿 |
| CN115540987A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-30 | 蚌埠高灵传感系统工程有限公司 | 基于载荷传感器的动态车辆超载检测方法及控制装置 |
-
2023
- 2023-03-21 CN CN202310278944.4A patent/CN116222713B/zh active Active
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3937641A1 (de) * | 1989-11-11 | 1991-01-10 | Daimler Benz Ag | Drucksensor |
| JPH0862081A (ja) * | 1994-08-26 | 1996-03-08 | Ricoh Co Ltd | 圧電型圧力センサ及びその製造方法 |
| CN1143184A (zh) * | 1995-08-14 | 1997-02-19 | 日本碍子株式会社 | 传感器部件和颗粒传感器 |
| JP2000352536A (ja) * | 1999-04-08 | 2000-12-19 | Fuji Heavy Ind Ltd | 荷重測定装置 |
| US6313414B1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-11-06 | Harvestmaster, Inc. | Slope and motion compensator for weighing on a dynamic platform |
| CN101226051A (zh) * | 2008-01-30 | 2008-07-23 | 哈尔滨师范大学 | 温度自动补偿光纤光栅动态应变测量方法及其系统 |
| CN102455682A (zh) * | 2010-11-02 | 2012-05-16 | 张文龙 | 一种基于vb程序对机床几何误差进行补偿的方法 |
| CN102353439A (zh) * | 2011-07-04 | 2012-02-15 | 宁波柯力电气制造有限公司 | 具有温度补偿功能的数字模块及其温度补偿方法 |
| CN103405221A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-11-27 | 无锡市中健科仪有限公司 | 一种血压测量压力传感器温度补偿方法 |
| CN106595829A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-04-26 | 东南大学 | 具有温度补偿功能的车辆动态称重传感器及其制备方法 |
| CN106679777A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-17 | 承德石油高等专科学校 | 电子秤温度补偿装置及其补偿方法 |
| CN207937088U (zh) * | 2018-01-17 | 2018-10-02 | 华侨大学 | 一种基于压电材料的混凝土平面动应力传感器 |
| CN108534923A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-09-14 | 成都勇进电子科技有限公司 | 提高纵向灵敏度的压电式侧力传感器 |
| CN110068418A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-30 | 慧石（上海）测控科技有限公司 | 一种可在振动环境中工作的压力及加速度多功能传感器 |
| CN110617914A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-27 | 华为技术有限公司 | 一种压电传感器的信号校正方法及电子设备 |
| CN113945308A (zh) * | 2020-07-17 | 2022-01-18 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 衬底上机械应力感测与补偿 |
| CN112983967A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-06-18 | 同济大学 | 一种基于无线传输的智能垫片及应用 |
| CN113466764A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-01 | 西安理工大学 | 一种带有温度补偿的广义磁电效应测量方法 |
| CN115540987A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-30 | 蚌埠高灵传感系统工程有限公司 | 基于载荷传感器的动态车辆超载检测方法及控制装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 压电加速度传感器测量中的温度补偿设计;吴晓娜等;机械与电子(第04期);第64-66页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116222713A (zh) | 2023-06-06 |
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