DE2140243B2 - Electromechanical weighing of road vehicles - using time averaging of transducer's electrical signal output for greater accuracy - Google Patents
Electromechanical weighing of road vehicles - using time averaging of transducer's electrical signal output for greater accuracyInfo
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Abstract
Description
κ (1;κ (1;
elektronisch durch das Zeitintervall (l>— /|) dividiert wird, wobei t\ den Zeitpunkt bedeutet, in dem das _>u Radpaar einer Achse auf die Plattform aufläuft und fi den Zeitpunkt bedeutet, in dem dasselbe Radpaar von der Plattform abläuft, und zur Ermittlung des Gewichtes des ganzen Fahrzeugs die so für die einzelnen Achsen gewonnenen Mittelwerte elektro- y, nisch addiert werden.electronically divided by the time interval (l> - / |), where t \ means the point in time at which the _> u wheel pair of an axle hits the platform and fi means the point in time when the same wheel pair leaves the platform, and the mean values obtained for the individual axes as electronic y for determining the weight of the whole vehicle can be cally added.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen U\ und u> mittels Analog-Digital-Wandlern (3) und (8) in Impulsreihen umgewandelt werden, deren Frequenzen /Ί und /2 den Spannungen u\ und ü2 proportional sind, und daß die Impulse der Frequenz /Ί während einer Zeitspanne gezählt werden, die durch eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen der Frequenz /i gegeben ist. r>2. The method according to claim 1, characterized in that the voltages U \ and u> by means of analog-to-digital converters (3) and (8) are converted into pulse trains whose frequencies / Ί and / 2 are proportional to the voltages u \ and ü2 are, and that the pulses of the frequency / Ί are counted during a period which is given by a predetermined number of pulses of the frequency / i. r>
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsreihen der Frequenz /i über eine Torschaltung (4) auf einen elektronischen Zähler mit Anzeige (5), die Impulsreihen der Frequenz A über eine Torschaltung (9) auf einen m elektronischen Zähler ohne Anzeige (11) gegeben werden, daß beide Tore (4) und (9) gleichzeitig geöffnet werden, wenn das Fahrzeug bzw. die Achse die Waagenplattform verlassen hat, und das Tor (4) gesperrt wird, wenn in den Zähler (11) eine η vorbestimmte Anzahl Impulse eingelaufen ist.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the pulse series of the frequency / i via a gate circuit (4) to an electronic counter with display (5), the pulse series of the Frequency A given via a gate circuit (9) to an electronic counter without display (11) be that both gates (4) and (9) are opened simultaneously when the vehicle or the axle has left the scale platform and the gate (4) is locked when the counter (11) has an η a predetermined number of pulses has arrived.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler mit Anzeige (5) auch zur Addition der Meßwerte verwendet wird, wenn die Achsen des Fahrzeugs einzeln gewogen werden. ,04. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the counter with display (5) also is used to add the measured values when the axles of the vehicle are weighed individually. , 0
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Gewichtes von Straßenfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for determining the weight of road vehicles according to the Preamble of claim 1.
Es sind Anordnungen bekannt, bei denen die Fahrzeuge eine Waagenplattform überfahren, die auf elektromechanischen Kraftmeßdosen steht. Diese liefern eine elektrische Spannung, die der durch die Plattform übertragenen Kraft proportional ist. Die Spannung wird nach entsprechender Verstärkung und Umformung zur analogen oder digitalen Anzeige des Gewichtes verwendet. Bei größeren Fahrzeugen werden häufig die Gewichte der einzelnen Achsen erfaßt und zur Ermittlung des Gesamtgewichtes des Fahrzeuges addiert.Arrangements are known in which the vehicles drive over a scale platform on which electromechanical load cells. These supply an electrical voltage that is generated by the Platform transmitted force is proportional. The voltage is increased after appropriate amplification and Conversion used for analog or digital display of weight. For larger vehicles it will be often the weights of the individual axles are recorded and used to determine the total weight of the vehicle added up.
Es ist weiter bekannt, das Gewicht des Fahrzeuges oder seiner einzelnen Achsen wahrend des Überfahrens der Waagenplattform in der Weise zu ermitteln, daß der Momentanwert der von den Kraftmeßdosen gelieferten Spannung abgefragt wird, wenn das Fahrzeug bzw. dessen einzelne Achsen eine vorbestimmte Stellung auf der Plattform haben. Die Praxis hat aber gezeigt, daß diese Art Wägung insbesondere bei schweren Fahrzeugen sehr ungenau ist. Messungen, die dieser Erfindung zugrunde liegen, haben ergeben, daß diese Ungenauigkeit im wesentlichen dadurch verusacht wird, daß der von den Meßdosen gelieferten, dem Gewicht proportionalen Gleichspannung eine Wechselspannung überlagert ist, die durch mechanische Schwingungen der Plattform hervorgerufen wird. Diese Schwingungen werden durch das Auffahren des Fahrzeuges auf die Plattform und durch Schwingungen des Fahrzeuges selbst erzeugt. Da sie von Gewicht und Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängen, sind sie von Wägung zu Wägung sehr unterschiedlich, so daß bei gleicher Stellung des Fahrzeuges auf der Plattform extrem hohe und extrem kleine Spannungen gemessen werden können.It is also known the weight of the vehicle or its individual axles when it is driven over to determine the scale platform in such a way that the instantaneous value of the delivered by the load cells Voltage is queried when the vehicle or its individual axles are in a predetermined position have the platform. However, practice has shown that this type of weighing is particularly useful for heavy vehicles is very imprecise. Measurements on which this invention is based have shown that this inaccuracy is caused essentially by the fact that the weight delivered by the load cells is proportional to the weight DC voltage is superimposed on an alternating voltage caused by mechanical vibrations of the Platform is evoked. These vibrations are caused by the vehicle colliding with the Platform and generated by vibrations of the vehicle itself. Because of weight and speed depend on the vehicle, they are very different from weighing to weighing, so that with the same When the vehicle is positioned on the platform, extremely high and extremely small voltages can be measured can.
Es ist bekannt (US-PS 34 46 298), das Gewicht des Fahrzeuges aus dem Mittelwert der größten und kleinsten Amplitude der Meßdosenspannung zu gewinnen. Dies Verfahren setzt aber eine zur mittleren Spannung symmetrische Schwingungsamplitude voraus, die nur in Aunahmefällen gegeben ist.It is known (US-PS 34 46 298), the weight of the vehicle from the mean of the largest and to gain smallest amplitude of the measuring cell voltage. This procedure, however, sets one to the middle Voltage symmetrical oscillation amplitude, which is only given in exceptional cases.
Nach dem Grundgedanken der Erfindung kann die Wägegenauigkeit wesentlich verbessert werden, wenn der zeitliche Mittelwert der Meßdosenspannung während des Überfahrens der Plattform gebildet und zur Anzeige des Fahrzeug-Gewichtes verwendet wird. Dieser Mittelwert wird nach der Erfindung in der Weise ermittelt, daß für die ganze Zeit, während der sich das Fahrzeug bzw. eine Achse desselben auf der Plattform befindet, das Integral der Meßdosenspannung gebildet wird und dies Integral durch die getrennt gemessene Überfahrzeit dividiert wird. Somit ergibt sichAccording to the basic idea of the invention, the weighing accuracy can be significantly improved if the mean value of the load cell voltage over time is formed while driving over the platform and for Vehicle weight display is used. This mean value is according to the invention in the manner determines that for the whole time during which the vehicle or an axis of the same is on the platform is located, the integral of the measuring cell voltage is formed and this integral by the separately measured Overrun time is divided. Thus it results
in dtin German
- ί,- ί,
mit der dem Achsdruck proportionalen Meßdosenspannung u, dem Zeitpunkt ti, in dem das Fahrzeug bzw. eine Achse auf die Plattform auffährt, und dem Zeitpunkt r2, in dem es von der Plattform abfährt.with the measuring cell voltage u proportional to the axle pressure, the time ti at which the vehicle or an axle drives onto the platform, and the time r 2 at which it drives off the platform.
Es ist zwar schon bekannt (OS 14 49 916), daß die von den Meßdosen gelieferten elektrischen Signale über eine bestimmte Zeitdauer integriert und das Integral zur Gewichtsbestimmung benutzt wird. Dieses Verfahren ist auf die Wägung von Gleisfahrzeugen abgestimmt und setzt voraus, daß die vorgegebene Zeitdauer verhältnismäßig lang ist. Nach einem in der OS durchgerechneten Beispiel dürfte sie — einschließlich der erforderlichen Vorlaufzeit — 3s nicht unterschreiten. Bei Straßenfahrzeugen, deren einzelne Achsen auf kurzen, etwa 2 m langen Wiegeplattformen gemessen werden sollen, beträgt die Überfahrzeit bei einer angenommenen Fahrzeuggeschwindigkeit von 20 km/h aber nur 0,36 s. Damit ist das Verfahren hier nicht anwendbar.It is already known (OS 14 49 916) that the electrical signals supplied by the load cells over a certain period of time is integrated and the integral is used to determine the weight. This method is tailored to the weighing of track vehicles and requires that the specified period of time is relatively long. According to an example calculated in the OS, it should - including do not fall below the required lead time - 3s. For road vehicles whose individual axles are on short, approx. 2 m long weighing platforms are to be measured, the travel time for a assumed vehicle speed of 20 km / h but only 0.36 s, so the procedure is not here applicable.
Auch die OE-PS 2 73 521, die ebenfalls Gleisfahrzeuge betrifft, und die Literaturstelle Reimpell — Krackau, Handbuch des Waagenbaues, 2. Bd. Kap.Also the OE-PS 2 73 521, which also concerns track vehicles, and the reference Reimpell - Krackau, Handbuch des Waagenbaues, 2nd volume, chap.
5.3., die Bundwuugen betrifft, inachen von der Integration über vorgegebene Zeiten Gebrauch.5.3., Which concerns Bundwuugen, from the Integration over predetermined times of use.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung lieyt die Aufgabe zugrunde, die im genannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile zu vermeiden.The invention specified in claim 1 lieyt The object of the invention is to avoid the disadvantages shown in the prior art mentioned.
Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß nicht über eine vorbestimmte Zeit, sondern wahrend eines vorbestimmten Weges, nämlich während der Überfahrt über die Plattform integriert wird. Das aus den Meßdosensignalen gewonnen Integral muli dabei durch die getrennt gemessene Überfahrzeil dividiert werden, um ein Maß für das Gewicht der Achse zu erhalten, die über die Plattform gerollt ist. Der Vorzug dieses Verfahrens gegenüber den bekannten besteht vor allem darin, daß das verfügbare Meßsignal immer voll ausgenutzt wird, unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Bei Vorgabe der Integrationszeit muß diese der größten Fahrzeuggeschwindigkeit angepaßt werden. Bei kleinerer Geschwindigkeit ergeben sich dann Meßzeiten, die relativ zur Überfahrzeit klein sind und daher eine kleinere Meßgenauigkeit ergeben.An essential feature of the present invention is that not over a predetermined time, but is integrated during a predetermined path, namely during the passage over the platform. That Integral muli obtained from the measuring dose signals through the separately measured overrun line can be divided to give a measure of the weight of the axle that has rolled across the platform. Of the The main advantage of this method over the known method is that the available measurement signal is always fully utilized, regardless of the vehicle speed. If the integration time is specified this must be adapted to the highest vehicle speed. At lower speed This then results in measuring times which are small relative to the overrun time and therefore a lower measuring accuracy result.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments are described in the subclaims.
Die Bildung elektrischer Größen, insbesondere Spannungen, die dem Integral bzw. der Zeit proportional sind, ist bekannt. Die Division kann nach verschiedenen ebenfalls bekannten Verfahren erfolgen. Zur Ausführung des Erfindungsgedankens hat sich folgendes Verfahren besonders bewährt:The formation of electrical quantities, especially voltages, that are proportional to the integral or time is known. The division can be carried out according to various methods, which are also known. The following method has proven particularly useful for carrying out the inventive concept:
Die dem Integral bzw. der Zeit proportionalen elektrischen Größen werden in an sich bekannter Weise in elektrische Schwingungen oder Impulsreihen umgeformt, deren Frequenzen dem Integral bzw. der Zeit proportional sind. Beide Impulsreihen werden je einem Zähler aufgegeben, die gleichzeitig gestartet werden. Der der Zeit zugeordnete Zähler gibt nach einer vorbestimmten Impulszahl einen Stop-Impuls für den Zähler, der dem Gewichts-Zeit-Integral zugeordnet ist. Das Ergebnis dieses Zählers ist dann proportional dem Quotienten aus Integral und Zeit, also proportional dem Gewicht.The electrical quantities proportional to the integral or the time are determined in a manner known per se transformed into electrical oscillations or pulse series, the frequencies of which correspond to the integral or time are proportional. Both series of pulses are sent to a counter that is started at the same time. The counter assigned to the time emits a stop pulse for the after a predetermined number of pulses Counter assigned to the weight-time integral. The result of this counter is then proportional to that The quotient of the integral and time, i.e. proportional to the weight.
Durch geeignete Wahl der Umformungskonstanten kann leicht erreicht werden, daß das Zählergebnis unmittelbar in Gewichtseinheiten angezeigt wird.By a suitable choice of the transformation constants it can easily be achieved that the counting result is displayed immediately in weight units.
Nach dem gleichen Verfahren können bei großen Fahrzeugen die einzelnen Achsen gewogen werden, wobei der Zähler, dem die dem Integral zugeordnete Impulsreihe aufgegeben wird, gleichzeitig zur Addition der einzelnen Achsgewichte dienen kann. Über eine entsprechende Schaltstufe wird die Weitergabe des Ergebnisses an Drucker, Großanzeige u.dgl. erst freigegeben, wenn alle Achsen die Waagnipluttform überfahren haben.In the case of large vehicles, the individual axles can be weighed using the same procedure, the counter to which the pulse series assigned to the integral is applied simultaneously to the addition the individual axle weights can serve. The forwarding of the Results on printer, large display, etc. are only released when all axes are in the form of a horizontal plane have run over.
Die Figur zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung das Blockschaltbild einer Anordnung zur Ausführung der Erfindung. Die Spannung der in Serie oder parallelgeschalteten Kraftmeßdosen (1), die die Waagenplattform tragen, wird dem Eingang eines als Integrator geschalteten Operationsverstärkers (2) ausgegeben. Nachdem ein Fahrzeug bzw. die Achse eines Fahrzeugs die Plattform überfahren hat, liegt am Ausgang des Operationsverstärkers (2) eine Spannung «ι, die dem Zeitintegral der Meßdosenspannungen proportional ist. Die Meßdosenspannung steuert gleichzeitig einen Schmitt-Trigger (6), der während der Überfahrzeit ein Relais erregt, über dessen Kontakt eine konstante Spannung auf den Eingang des Operationsverstärkers (7) gegeben wird, der ebenfalls als Integrator geschaltet ist. Seine Endspannung u.· ist dann proportional der Überfahrzeit f.As an exemplary embodiment of the invention, the figure shows the block diagram of an arrangement for carrying out the invention. The voltage of the load cells (1) connected in series or in parallel, which carry the scale platform, is output to the input of an operational amplifier (2) connected as an integrator. After a vehicle or the axle of a vehicle has driven over the platform, there is a voltage at the output of the operational amplifier (2) which is proportional to the time integral of the measuring cell voltages. The measuring cell voltage simultaneously controls a Schmitt trigger (6) which excites a relay during the overrun time, via whose contact a constant voltage is applied to the input of the operational amplifier (7), which is also connected as an integrator. Its final voltage u. Is then proportional to the overrun time f.
Ui und ui werden mittels der Analog-Digital-Wandler (3) und (8) in Inipulsreihen umgewandelt, deren Frequenzen /Ί und /\ den Spannungen U1 und ti; und damit dem Zeitintegral der Meßdosenspannung bzw. der Zeit proportional sind.Ui and ui are converted into pulse series by means of the analog-to-digital converters (3) and (8), the frequencies / Ί and / \ of which correspond to the voltages U 1 and ti; and thus are proportional to the time integral of the measuring cell voltage or the time.
Ha' das Fahrzeug bzw. eine seiner Achsen die Plattform überfahren, werden über das Gatter (10) die Torstufen (4) und (9) gleichzeitig geöffnet, wobei die Impulsreihen auf die Eingänge der Zähler (5) und (U) gelangen, die aus dekadischen Zählstufen Z bzw. Z' aufgebaut sind. Der Zähler (5) besitzt Anzeigeelemente A, die das Zählergebnis sichtbar machen. Sind in den Zähler (11) eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen, z. B. 1000 Impulse, eingelaufen, gibt es einen Stop-Impuls auf das Tor (4), der den Zählvorgang im Zähler (5) beendet. Das Zählergebnis ist dem Gewicht des Fahrzeugs bzw. einer seiner Achsen proportional. Durch entsprechende Wahl der Integrationskonstanten und/oder der Spannungs-Frequenzumsetzung läßt sich erreichen, daß die Anzeige unmittelbar in Gewichtseinheiten erfolgt.Ha 'the vehicle or one of its axles drive over the platform, the gate steps (4) and (9) are opened simultaneously via the gate (10), whereby the pulse trains reach the inputs of the counters (5) and (U), which are made up of decadic counting levels Z or Z '. The counter (5) has display elements A that make the counting result visible. Are in the counter (11) a predetermined number of pulses, for. B. 1000 pulses received, there is a stop pulse on the gate (4), which ends the counting process in the counter (5). The counting result is proportional to the weight of the vehicle or one of its axles. By appropriate selection of the integration constants and / or the voltage-frequency conversion, it can be achieved that the display takes place directly in weight units.
Falls die Achsen einzeln gewogen werden, können die Ergebnisse unmittelbar durch den Zähler (5) addiert werden. Mittels einer Hilfsschaltung kann das Endergebnis auf Drucker, Großanzeige, Rechenanlage und dergl. gegeben werden, sobald alle Achsen des Fahrzeugs über die Plattform gefahren sind.If the axles are weighed individually, the results can be added up directly using the counter (5) will. By means of an auxiliary circuit, the end result can be displayed on printer, large display, computer and Like. Be given as soon as all axles of the vehicle have driven over the platform.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
Priority Applications (1)
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| DE19712140243 DE2140243B2 (en) | 1971-08-11 | 1971-08-11 | Electromechanical weighing of road vehicles - using time averaging of transducer's electrical signal output for greater accuracy |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19712140243 DE2140243B2 (en) | 1971-08-11 | 1971-08-11 | Electromechanical weighing of road vehicles - using time averaging of transducer's electrical signal output for greater accuracy |
Publications (2)
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| DE2140243A1 DE2140243A1 (en) | 1973-05-30 |
| DE2140243B2 true DE2140243B2 (en) | 1977-11-17 |
Family
ID=5816466
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| DE (1) | DE2140243B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2610645C3 (en) * | 1976-03-13 | 1986-02-13 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Method for determining the static wheel load in moving rail vehicles and device for carrying out the method |
-
1971
- 1971-08-11 DE DE19712140243 patent/DE2140243B2/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2140243A1 (en) | 1973-05-30 |
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