DE2615516A1

DE2615516A1 - Vorrichtung zum messen von rad- oder achslasten von strassenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2615516A1
Application number: DE19762615516
Authority: DE
Inventors: Knud Dr Overlach; Ludwig Dr Pietzsch
Original assignee: P A T IRELAND Ltd
Current assignee: P A T IRELAND Ltd
Priority date: 1976-04-09
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1977-10-20

Description

Vorrichtung zum Nessen von Rad- oder Achslasten von Straßen-
fahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Rad- oder Achslasten von Straßenfahrzeugen durch elektrische Auswertung der Widerstandsänderung von mindestens jeweils zwei Dehnungsmeßstreifen, die an einer auf bzw. in der Fahrbahnoberfläche angeordneten Meßplatte befestigt sind und von denen einer mit seinem Gitter in Fahrtrichtung und der andere um 900 dazu versetzt angebracht ist, mittels einer Brückenschaltung. Derartige Vorrichtungen werden vorzugsweise zur dynamischen Achslastmessung verwendet.
Die bekannten Vorrichtungen der genannten Art (DT-OS 19 52 355, DT-OS 22 63 145) zeichnen sich durch flache Bauweise und einfache Installationsmöglichkeit aus, sowohl bei ortsfester als auch bei mobiler Verwendung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Vorrichtungen der genannten Art derart zu verbessern, daß auch die auftretende Querbiegung der Meßplatte voll erfaßt wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht in erster Linie darin, daß die beiden Dehnungsmeßstreifen so geschaltet sind, daß inre Meßsignale addiert werden, wobei sich die Meßsignale durch entsprechende Wahl der angelegtenSpannung, der Widerstände o. dgl.
um einen bestimmten Faktor unterscheiden.
Zweckmäßigerweise liegen sich jeweils zwei Paare von Dehnungsmeßstreifen gegenüber, derart, daß der Abstand des einen Paares der Dehnungsmeßstreifen von dem anderen Paar der Dehnungsmeßstreifen mindestens so groß ist, wie die größtmögliche Länge der Aufstandsfläche eines Rades.
Iim zu gewährleisten, daß der Abstand der Dehnungsmeßstreifen von den Angriffspunkten des Biegemomentes eindeutig festgelegt ist, stützt sich nacfl einem weiteren Merkmal der Erfindung die Meßplatte auf parallel zu einander und quer zur Fahrtrichtung verlaufende scharfkantige Lager ab und sind die Dehnungsmeßstreifen auf parallel zu einander und quer zur Fahrrichtung verlaufende gedachte Gerade angeordnet.
Fine besonders vorteilhafte Schaltung der Dehnungsmeßstreifen besteht darin, daß jedes Paar der Dehnungsmeßstreifen in einem Zweig einer Brücke hintereinandergeschaltet und die Widerstände dieser Dennurgs,.leßstreifen so gewählt sind, daß der Widerstand des mit seinem Gitter in Xahrtrichtung angeordneten Dehnungsmeßstreifens dem mit dem Faktor multiplizierten Widerstand des mit seinem Gitter um 900 zur Fahrtrichtung versetzt angeordneten Dehnungsmeßstreifens entspricht.
Fine andere erfindungsgemäße Schaltung der Dehnungsmeßstreifen besteht darin, daß die beiden Dehnungsmeßstreifen jeden Paares gleich große Widerstände aufweisen und in analogen Zweigen zweier Brücken geschaltet sind, wobei an die Brücke mit den mit ihrem Gitter in Fahrtrichtung angeordneten Dehnungsmeßstreifen eine beliebige Spannung angelegt ist, während die an die Brücke mit den mit ihrem Gitter um 900 zur Fahrtrichtung versetzt arlgeordneten Dehnungsmeßstreifen angelegte Spannung mit dem Faktor multipliziert ist.
Bei eier weiteren eriindung-sgemäßen Schaltung weisen die beiden Dehnungsmeßstreifen jeden Paares gleich große Widerstände auf und sind in analogen Zweigen zweier Brücken geschaltet, an denen die gleiche Spannung angelegt ist, während ein verstellbarer Widerstand so geschaltet ist, daß das Meßsignal der mit ihre Gitter um 90° zur Fahrtrichtung versetzt angeordneten Dehnungsmeßstreifen darüber geleitet wird.
Um eine bessere Auswertung der Meßsignale zu ermoglichen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in jeder Brücke mindestens ein Verstärker so geschaltet, daß die Meßsignale darüber geleitet werden.
Es hat sich gezeigt, daß die Querbiegung der Meßplatte am einfachsten zu erfassen ist, wenn der Faktor etwa den Wert 0,3 hat.
Damit der Zeitpunkt des Beginns eines Integrationsvorganges oder der Mittelung der Meßwerte genau bestimmt werden kann, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die sich jeweils gegenüberliegenden Paare bzw. Gruppen von Paaren der Dehnungsmeßstreifen, als einzelner Brückenzweig oder zu je einer Halb- oder Vollbrücke ergänzt, mit Leitungen verbunden, die aus der Meßplatte herausgeführt und an ein elektrisches Schaltsystem angeschlossen sind.
In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einige Schaltungen dargestellt. Es zeigen: Fig. n eine FieEsplatte in Seitenansicht, mit darauf befindlichem Rad, Fig. 2 die Meßplatte gemäß Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 3 eine Schaltung mit nur einer Brücke, Fig. 4 eine Schaltung mit zwei Brücken, an die unterschiedliche Spannungen angelegt sind, Fig. 5 eine andere Schaltung mit zwei Brücken, an die jeweils die gleiche Spannung angelegt ist.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Meßplatte M stützt sich auf scharfkantige Lager B ab und ist an ihrer Unterseite mit Dehnungsmeßstreifen xl, yl, x2 und y2 versehen, die jeweils paarweise auf einer gedachten Geraden G1 oder G2 angeordnet sind.
Das auf der Meßplatte M befindliche Rad W hat eine Auf standsfläche F, deren Umriß durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist und die der Deutlichkeit halber schraffiert ist. Der Abstand A der gedachten Geraden G1 und G2 voneinander ist größer als die Länge L der Aufstandsfläche F.
In Fig. 3 ist eine Brückenschaltung dargestellt, bei der in einem Zweig der Brücke der mit seinem Gitter in Fahrtrichtung algeordnete Dehlnungsmeßstreifen, mit dem Widerstand Rxi und der dazu um 900 versetzt angeordnete Dehnungsmeßstreifen, mit dem Widerstand Ra1, hintereinandergeschaltet sind. In dem diametral gegenüberliegenden Zweig der Brücke sind die den vorgenannten Dehnungsmeßstreifen innerhalb der Vorrichtung jeweils gegenüDerliegenden Dehnungsmeßstreifen, mit den Widerständen Rx2 und Ry2, ebenfalls hintereinandergeschaltet. In den beiden anderen Zweigen der Brücke sind Festwiderstände R3 und P4 oder verstellbare Widerstände vorgesehen. Die Widerstände der Dehnungsmeßstreifen stehen in folgender Beziehung zu einander: = = Ry1 Rx2 = a-Ry2 Hierbei ist a ein bestimmter Faktor, der von den Abmessungen und den Auflagerbedingungen der Vorrichtung unabhängig ist.
An die Brücke ist über Leitungen 1 und 2 eine Spannung Uo angelegt. Das sich bei Belastung der Vorrichtung durch ein Fahrzeug ergebende Meßsignal wird mittels Leitungen 3 und 4 über einen Verstärker V geleitet; das verstärkte Ausgangssignal U ist ein Maß für die Rad- oder Achslast des Fahrzeugs.
Mit der Bezeichnung Rxi, Rx2, Ry1 und Ry2 können die Widerstände einzelner Dehnungsmeßstreifen gemeint sein; aber auch die Summen aller Widerstände der betreffenden Dehnungsmeßstreifen. Dies gilt auch für die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Bei der Brückenschaltung gemäß Fig. 4 sind die sich in der Vorrichtung gegenüberliegenden, mit ihrem Gitter in Fahrtrichtung angeordneten Dehnungsmeßstreifen, mit den Widerständen Rxi und Rx2 jeweils in sich diametral gegenüberliegenden Zweigen einer Brücke geschaltet, während die sich in der Vorrichtung ebenfalls gegenüberliegenden, mit ihrem Gitter um 900 zur Fahrtrichtung versetzt angeordneten Dehnungsmeßstreifen, mit den Widerständen und Ry2 jeweils in sich diametral gegenüberliegenden Zweigen einer zweiten Brücke geschaltet sind In den beiden anderen Zweigen jeder Brücke sind jeweils Festwiderstände 93 und R4 oder ½ verstellbare Widerstände vorgesehen. In diesem Falle sind die @Win@@st@nd@ @ @ @ und @ @@@@@@ @@@ @@ @i@d @@@@@ und Ry2 dessen an die beiden Brücken unterschiedliche Spannungen angelegt, und zwar an die Brücke mit den Widerständen Rxl und Rx2 die Spannung Uo und an die Brücke mit den Widerständen Ry1 und die Spannung a UO. Hierbei hat der Faktor a den gleichen 0 Wert wie der Faktor a, durch den sich die Widerstände der Brückenschaltung gemäß Fig 3 unterscheiden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden die sich bei Belastung der Vorrichtung ergebenden Meßsignale über Verstärker V geleitet. Danach werden die verstärkten Meßsignale addiert und ergeben so ein Maß für die Rad- oder Achslast des Fahrzeugs.
Die in Fig. 5 dargestellte Brückenschaltung entspricht in ihrem Aufbau im wesentlichen der Brückenschaltung gemäß Fig. 4. Die Widerstände Rx1, Rx2, Ry1 und Ry2 sind - wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 - gleich groß; jedoch ist an die beiden Brücken jeweils die gleiche Spannung Uo angelegt. Ein weiterer Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 besteht darin, daß die aus den Verstärkern V austretenden verstärkten Meßsignale vor ihrer Addition über Widerstände geleitet werden, und zwar wird das Meßsignal der Brücke mit den Widerständen Rx1 und Rx2 über einen Festwiderstand R5 und das Meßsignal der Brücke mit den Widerständen Ry1 und Ry2 über einen verstellbaren Widerstand Rv geleitet. Der Widerstand Rv ist so eingestellt, daf zwischen diesem und dem Festwiderstand R5 folgende Beziehung besteht: R5 = a#Rv Die aus den Widerständen R5 und Rv austretenden Meßsignale werden addiert und ergeben so ein tiaß für die Rad- oder Achslast des Fahrzeugs.
Ansprüche: L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche: 1. Vorrichtung zum Messen von Rad- oder Achslasten von Straßenfahrzeugen durch elektrische Auswertung der Widerstandsänderung von mindestens j jeweils zwei Dehnungsmeßstreifen' die an einer auf bzw. in der Fahrbahnoberfläche angeordneten Meßplatte befestigt sind und von denen einer mit seinem Gitter in Fahrtrichtung und der andere um 900 dazu versetzt angebracht ist, mittels einer BriickensGnaltung, d a d u r c h g e n e n n z e i c h n e t , daß die beiden Dehnungsmeßstreifen x1, , y1 bzw. X2, y2) so geschaltet sind, daß inre Meßsignale addiert werden, wobei sich die Meßsignale durch entsprechende Wahl der angelegten Spannung, der Widerstände (Rx1, Py1 bzw. Rx2, Ry2) o. dgl. um einen bestimmten Faktor (a) unterscheiden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils zwei Paare von Dehnungsmeßstreifen (x1, y1; x2, y2) gegenüber liegen, darart, daß der Abstand (A) des einen Paares der Dehnungsmeßstreifen (x1, yl) von dem anderen Paar der Dehnungsmeßstreifen (x2, y2) mindestens so groß ist, wie die größtmögliche Länge (L) der Aufstandsfläche (P) eines Rades CW).
@. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, d sich die Meßplatte (M) auf parallel zu einander und quer zur Fahrtrichtung verlaufende scharfkantige Lager (B) abstützt und daß die Dehnungsmeßstreifen (x1, yl und x2, y2) auf parallel zu einander und quer zur Faurtrichtung verlaufende gedachte Gerade (G1, G2) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar der Dehnungsmeßstreifen (xl, yl bzw. x2, y2) ist in einem Zweig einer Brücke hintereinandergeschaltet/und die Widerstände (Rx1, Ry1 bzw. Rx2, Ry2) dieser Dehnungsmeßstreifen so gewählt sind, daß der Widerstand (Rx1 bzw. E des mit seinem Gitter in Fahrtrichtung angeordneten Dehnungsmeßstreifens (x1 bzw. x2) dem mit dem Faktor (a) multiplizierten Widerstand (Ry1 bzw. Ry2) des mit seinem Gitter um 90° zur Fahrtrichtung versetzt angeordneten Dehnungsmeßstreifens (y1 bzw. y2) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dehnungsmeßstreifen (x1, yl bzw. x2, y2) jeden Paares gleich große Widerstände (Rx1, Ry1 bzw. Rx2, Ry2) aufweisen und in analogen Zweigen zweier Brücken geschaltet sind, wobei an die Brücke mit den mit ihrem Gitter in Fahrtrichtung angeordneten Dehnungsmeßstreifen (x1, x2) eine beliebige Spannung (U0) angelegt ist, während die an die Brücke mit den mit ihrem Gitter um 90° zur Fahrtrichtung versetzt angeordneten Dehnungsmeßstreifen (y1, y2) angelegte Spannung (a.Uo) mit dem Faktor (a) multipliziert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dehnungsmeßstreifen (x1, yl bzw. x2, y2) jeden Paares gleich große Widerstände (Rx1, Ry1 bzw. Rx2' Ry2) aufweisen und in analogen Zweigen zweier Brücken geschaltet sind, an denen die gleiche Spannung (U0) angelegt ist, und daß ein verstellbarer Widerstand (Ev) ) so geschaltet ist, daß das Meßsignal der mit ihrem Gitter um 900 zur Fahrtrichtung versetzt angeordneten Dehnungsmeßstreifen (y1, y2) darüber geleitet wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Brücke mindestens ein Verstärker (V) so geschaltet ist, daß die Meßsignale darüber geleitet werden.
8. Vorrichtung: nacn einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faktor (a) etwa den Wert 0,3 hat.
9. Vorrichtun-g nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich jeweils gegenüberliegenden Paare bzw. Gruppen von Paaren der Dehnungsmeßstreifen (x1, yl und x2, y2), als einzelner Brückenzweig oder zu je einer Halb-oder Vollbrücke ergänzt, mit Leitungen verbunden sind, die aus der Meßplatte CN) herausgeführt und an ein elektrisches Schaltsystem angeschlossen sind.