UA68137A

UA68137A - Method for weighing moving objects

Info

Publication number: UA68137A
Application number: UA2003109414A
Authority: UA
Inventors: Oleksandr Ivanovych Kalinin; Oleksandr Oleksandrovy Kalinin
Original assignee: Scient Production Firm Tenzo E
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2004-07-15

Abstract

The proposed method for weighing objects that are moving over a railway track consists in arranging, at the railway track, a weigher with a load-bearing platform that transfers the load from the object to be weighed onto force strain-gage transducers, converting the analog output signals of the transducers into digital signals, and processing the said digital signals in order to determine the weight of each object. The proposed method differs in that the operation are performed for installing additional strain-gage transducers at the load-bearing platform and loading these transducers by using reference weights, converting the output signals of the main and additional strain-gage transducers into digital signals by using analog-to-digital converters, filtering the said digital signals in the high frequency range, and dividing the values of the signals corresponding to the main transducers by the values of the signals corresponding to the additional transducers. The results of the signal processing are used for determining the object weight. The data for the object weight are transferred to a recorder for the following displaying and printing.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до ваговимірювальної техніки їі може бути використаний для зважування вантажів в 2 умовах динамічних перешкод, наприклад, для зважування в русі вантажів, що перевозить залізничний транспорт.The invention relates to weighing equipment and it can be used for weighing goods in 2 conditions of dynamic obstacles, for example, for weighing in motion goods transported by railway transport.

Відомі способи зважування рухомих об'єктів, при яких з метою підвищення точності вимірів сигнали тензодатчиків для придушення динамічних перешкод перепускають через фільтр із визначеною характеристикою, а після обчислення множать на задані коефіцієнти |див. наприклад, спосіб зважування рухомих об'єктів, по А. с. 1732175). 70 У даному способі в умові досить швидкого проїзду об'єкта вантажоприймальною платформою ваг і досить великої кількості вимірів, вироблених вимірювальним приладом в одиницю часу (порядку 1000 вимірів у секунду) для придушення перешкод обраний жорстко налагоджений фільтр у вигляді заданої вагової функції.There are known methods of weighing moving objects, in which, in order to increase the accuracy of measurements, strain gauge signals are passed through a filter with a defined characteristic to suppress dynamic interference, and after calculation, they are multiplied by given coefficients | see for example, the method of weighing moving objects, according to A. p. 1732175). 70 In this method, in the condition of a sufficiently fast passage of the object through the load-receiving platform of the scales and a sufficiently large number of measurements produced by the measuring device per unit of time (about 1000 measurements per second), a rigidly adjusted filter in the form of a given weight function is selected to suppress the interference.

Недоліком даного способу є те, що характеристику фільтра вибирають з аналізу групи динамічних характеристик ваг знятих заздалегідь. Таким чином, фільтр налагоджений на деяку усереднену характеристику і 12 не враховує індивідуальних особливостей кожного окремого зважування, крім того, методи фільтрації, що існують, забезпечують ослаблення тільки високочастотних періодичних складових динамічних навантажень.The disadvantage of this method is that the characteristic of the filter is selected from the analysis of a group of dynamic characteristics of weights taken in advance. Thus, the filter is adjusted to some averaged characteristic and 12 does not take into account the individual characteristics of each individual weighting, in addition, existing filtering methods provide attenuation of only high-frequency periodic components of dynamic loads.

Низькочастотні ж фільтри високих порядків послабляють періодичні перешкоди, але вони самі вносять коливання у вимірюваний сигнал, що може привести до додаткових похибок.Low-frequency filters of high orders weaken periodic interference, but they themselves introduce fluctuations into the measured signal, which can lead to additional errors.

Метою даного винаходу є підвищення точності вимірів при зважуванні рухомих об'єктів.The purpose of this invention is to increase the accuracy of measurements when weighing moving objects.

В основу винаходу поставлено завдання створення способу зважування рухомих об'єктів, на тензометричних вагах, що дозволяють за рахунок зменшення впливу низькочастотних коливань у вимірюваних тензодатчиками сигналах, підвищити точність виміру постійної складової сприйманих тензодатчиком зусиль, пропорційних масі візка, що зважується, або осі об'єкта й одержати інформацію про реальну масу об'єкта, що зважується.The invention is based on the task of creating a method of weighing moving objects, on strainometric scales, which, by reducing the influence of low-frequency oscillations in the signals measured by strain gauges, increase the accuracy of measuring the constant component of forces perceived by the strain gauge, proportional to the weight of the cart being weighed, or the axis of the vehicle. object and receive information about the real mass of the object being weighed.

Поставлене завдання вирішується тим, що відповідно до запропонованого способу зважування рухомих об'єктів, який включає установлення на залізничній колії вантажоприймальної платформи ваг, що передає « навантаження від об'єкта, що зважується, на тензодатчики ваг, перетворення вихідних сигналів тензодатчиків у цифрові коди з виділенням постійної складової зусиль, сприйманих тензодатчиками, обробку цифрових кодів і їхню фільтрацію, підсумовування результатів обробки, - на вантажоприймальній платформі ваг установлюють додаткові тензодатчики, навантажують їх еталонними вантажами, при переміщенні об'єкта передають одночасно - вихідні сигнали тензодатчиків ваг і додаткових тензодатчиків з еталонними вантажами відповідно у перший та «се другий блоки аналого-частотних перетворювачів, перетворюють їх у цифрові коди, передають у центральний процесор, здійснюють фільтрацію цифрових кодів у високочастотному діапазоні, здійснюють ділення -- перетворених у цифрові коди сигналів тензодатчиків ваг на сигнали додаткових тензодатчиків з еталонними о вантажами, визначають відношення відповідне результатам зважування, підсумовують результати показань, 39 визначають масу рухомого об'єкта і передають у пристрій індикації та реєстрації інформацію для відображення ее, на табло або друкуванням.The task is solved by the fact that according to the proposed method of weighing moving objects, which includes the installation of a loading platform of scales on the railway track, which transmits the load from the object being weighed to the strain gauges of the scales, converting the output signals of the strain gauges into digital codes with allocation of the constant component of forces perceived by strain gauges, processing of digital codes and their filtering, summarization of the processing results, - additional strain gauges are installed on the load-receiving platform of the scales, they are loaded with reference loads, when the object is moved, they are transmitted simultaneously - the output signals of the scale strain gauges and additional strain gauges with reference loads, respectively, into the first and second blocks of analog-frequency converters, convert them into digital codes, transmit them to the central processor, carry out filtering of digital codes in the high-frequency range, carry out division - converted into digital codes of the signals of the strain gauges of scales into signals of additional strain gauges with reference loads, determine the ratio corresponding to the weighing results, sum up the results of the readings, determine the mass of the moving object and transmit the information to the display and registration device for displaying it, on the board or by printing.

Технічним результатом способу є підвищення точності виміру під час зважування рухомих об'єктів, шляхом уведення додаткового інформаційного каналу, що дає можливість за рахунок порівняння сигналів тензодатчиків « ваг і сигналів додаткових тензодатчиків з егалонними вантажами зменшити вплив низькочастотних коливань у З 70 вимірюваних тензодатчиками ваг сигналах на точність виміру постійних складових, сприйманих тензодатчиками с ваг і зусиль, пропорційних масі візка, що зважується, або осі об'єкта й одержати інформацію про реальну масу з» об'єкта, що зважується.The technical result of the method is to increase the accuracy of measurement during the weighing of moving objects, by introducing an additional information channel, which makes it possible to reduce the influence of low-frequency fluctuations in the signals measured by 70 strain gauges on accuracy of measurement of constant components perceived by strain gauges of weights and forces proportional to the mass of the cart being weighed or the axis of the object and to obtain information about the real mass of the object being weighed.

Новизна способу полягає в створенні додаткового інформаційного каналу, що дозволяє за рахунок ділення перетворених у цифрові коди сигналів тензодатчиків ваг, на сигнали додаткових тензодатчиків з еталонними вантажами, зменшити вплив низькочастотних перешкод у вимірюваних тензодатчиками ваг сигналах на точність б виміру й одержати інформацію про реальну масу об'єкта, що зважується.The novelty of the method consists in the creation of an additional information channel, which allows, by dividing the signals of strain gauges converted into digital codes into signals of additional strain gauges with reference loads, to reduce the influence of low-frequency interference in the signals measured by strain gauges on the accuracy of the measurement and to obtain information about the real mass of of the object being weighed.

Ге | Порівняльний аналіз технічного рішення, що заявляється, з іншими, відомими з науково-технічної і патентної літератури, дозволяє виявити ознаки, що відрізняють рішення, яке заявляється, від прототипу, що дає - можливість авторам зробити висновок про відповідність ознак, які заявляються, критерію "істотні відмінності",Ge | A comparative analysis of the claimed technical solution with others known from the scientific and technical and patent literature allows to identify the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which gives the authors the opportunity to draw a conclusion about the conformity of the claimed features with the criterion " significant differences",

Ге) 20 що визначає новизну винаходу.Ge) 20, which determines the novelty of the invention.

На Фіг.1, 2, З схематично представлений пристрій, що реалізує спосіб. Спосіб зважування рухомих об'єктів, тм передбачає установлення на залізничній колії ваг із вантажоприймальною платформою 1, що передає навантаження від об'єкта, що зважується, на тензодатчики ваг 2, 3, 4, 5, а також установлення на вантажоприймальній платформі 1 жорстко закріплених додаткових тензодатчиків 6 та 7 з еталонними вантажами 22 8,9, в. Передавання навантаження на кожний з тензодатчиків 2, 3, 4, 5, здійснюється через траверсу 10 з нерухомо розміщеним у ній силоввідним елементом 11, що контактує із силовимірювальним елементом 12 тензодатчика ваг. Траверса 10 зв'язана з вантажоприймальною платформою 1 за допомогою вертикально розташованих тяг 13, що передають зусилля від навантаження, сприйманого вантажоприймальною платформою 1 на тензодатчик 60 через жорстко закріплену до нижньої частини вантажоприймальної платформи 1 плиту 14 за допомогою шарнірних з'єднань, що складаються з напівсферичних підп'ятників 15 і контактуючих з ними конічних шайб 16, а також через траверсу 10 і шарнірні з'єднання, що складаються з напівсферичних підп'ятників 17 і контактуючих з ними шайб 18.In Fig. 1, 2, C, a device that implements the method is schematically presented. The method of weighing moving objects, tm involves the installation on the railway track of a scale with a load-receiving platform 1, which transfers the load from the object being weighed to the strain gauges of the scales 2, 3, 4, 5, as well as the installation on the load-receiving platform 1 of rigidly fixed additional strain gauges 6 and 7 with reference loads 22 8,9, c. The load is transmitted to each of the strain gauges 2, 3, 4, 5 through the traverse 10 with the force-conducting element 11 fixed in it, which contacts the force-measuring element 12 of the scale strain gauge. The traverse 10 is connected to the load-receiving platform 1 by means of vertically located rods 13, which transmit the force from the load perceived by the load-receiving platform 1 to the strain gauge 60 through a plate 14 rigidly fixed to the lower part of the load-receiving platform 1 by means of hinged joints consisting of hemispherical pads 15 and conical washers 16 contacting them, as well as through the traverse 10 and hinged joints consisting of hemispherical pads 17 and washers 18 contacting them.

Тензодатчики ваг 2 та З підключені до першого блоку аналого-частотного перетворювача 19, а тензодатчики бо ваг 4 та 5 підключені до другого блоку аналого-частотного перетворювача 20.The strain gauges of scales 2 and C are connected to the first block of the analog-frequency converter 19, and the strain gauges of the scales 4 and 5 are connected to the second block of the analog-frequency converter 20.

Додаткові тензодатчики б та 7 з еталонними вантажами 8 та 9 підключені відповідно до блоків аналого-частотних перетворювачів 21 та 22. Виходи аналого-частотних перетворювачів 19, 20, 21, 22 зв'язані з центральним процесором 23, вихід якого зв'язаний з пристроєм індикації та реєстрації 24.Additional strain gauges b and 7 with reference loads 8 and 9 are connected, respectively, to blocks of analog-frequency converters 21 and 22. The outputs of analog-frequency converters 19, 20, 21, 22 are connected to the central processor 23, the output of which is connected to the device indications and registrations 24.

Спосіб здійснюється таким чином.The method is carried out as follows.

Під час переміщення рухомого об'єкта, по вантажоприймальній платформі 1, навантаження на кожний з тензодатчиків ваг 2, 3, 4, 5 передається через тяги 13, траверсу 10 і силоввідний елемент 11 на силовимірювальний елемент 12 тензодатчика ваг, який виробляє сигнал пропорційний прикладеному зусиллю.During the movement of a moving object, on the load-receiving platform 1, the load on each of the strain gauges of the scales 2, 3, 4, 5 is transmitted through the rods 13, the traverse 10 and the force-conducting element 11 to the force-measuring element 12 of the strain gauge of the scales, which produces a signal proportional to the applied effort .

Сигнали вироблені тензодатчиками ваг 2 та З передають у блок аналого-частотного перетворювача 19, а 7/0 сигнали вироблені тензодатчиками ваг 4 та 5 передають у блок аналого-частотного перетворювача 20. Сигнали вироблені додатковими тензодатчиками 6 та 7 з еталонними вантажами 8 та 9 передають відповідно у блоки аналого-частотних перетворювачів 21 та 22. Виходи блоків аналого-частотних перетворювачів 19, 20, 21 та 22 підключають до центрального процесора 23, де здійснюють фільтрацію цифрових кодів у високочастотному діапазоні, здійснюють ділення перетворених у цифрові коди сигнали тензодатчиків ваг 2, 3, 4 і 5 на сигнали /5 додаткових тензодатчиків 6 та 7 з еталонними вантажами 8 та 9, одержують сигнал пропорційний ваги вантажу, підсумовують результати показань, визначають масу рухомого об'єкта, і передають у пристрій індикації та реєстрації 24 інформацію для відображення на табло або друкування.The signals produced by the strain gauges of scales 2 and Z are transmitted to the analogue-frequency converter unit 19, and the 7/0 signals produced by the strain gauges of scales 4 and 5 are transmitted to the analogue-frequency converter unit 20. The signals produced by additional strain gauges 6 and 7 with reference loads 8 and 9 are transmitted respectively, into blocks of analog-frequency converters 21 and 22. The outputs of blocks of analog-frequency converters 19, 20, 21 and 22 are connected to the central processor 23, where digital codes are filtered in the high-frequency range, the signals of strain gauges 2 converted into digital codes are divided, 3. scoreboard or printing.

У процесі переміщення об'єкта по вагам сигнали кожного з тензодатчиків ваг 2, 3, 4 і 5, крім постійної складової, пропорційної масі об'єкта, що зважується, містять динамічні складові, обумовлені складним Коливальним процесом у системі "об'єк?, що зважується - вантажоприймальний вузол ваг, при якому вантажоприймальна платформа 1 ваг може зміщатися як у горизонтальній площині, так і у вертикальному напрямку.In the process of moving the object on the scales, the signals of each of the strain gauges of the scales 2, 3, 4 and 5, in addition to the constant component, proportional to the weight of the object being weighed, contain dynamic components due to the complex oscillatory process in the "object" system. that is weighed - the load-receiving unit of the scale, in which the load-receiving platform 1 of the scale can move both in the horizontal plane and in the vertical direction.

Таким чином, зусилля, сприймане тензодатчиками ваг 2, 3, 4, 5:Thus, the force perceived by the strain gauges of scales 2, 3, 4, 5:

Ру-ту(джа), де ту - вимірювана маса об'єкта, що переміщається д - прискорення вільного падіння « а - прискорення об'єкта відповідно при зважуванні передньої і задньої осі об'єктаRu-tu(ja), where tu is the measured mass of the moving object, d is the acceleration of free fall, and is the acceleration of the object, respectively, when weighing the front and rear axes of the object

Жорстко встановлені на вантажоприймальній платформі 1 додаткові тензодатчики б та 7 з еталонними вантажами 8 та 9 знаходяться під впливом тих самих динамічних складових вимірюваного навантаження, що і ї- зо тензодатчики ваг 2,3,4, 5.Rigidly installed on the load-receiving platform 1, additional strain gauges b and 7 with reference loads 8 and 9 are under the influence of the same dynamic components of the measured load as the strain gauges of scales 2, 3, 4, 5.

Сумарне зусилля сприймане додатковими тензодатчиками 6 та 7 з еталонними вантажами 8 та 9: і,The total force perceived by additional strain gauges 6 and 7 with reference loads 8 and 9: and,

Ро-та(джа), де «- то - маса еталонних вантажів д - прискорення вільного падіння со а - прискорення об'єкта відповідно при зважуванні передньої і задньої осі об'єкта. «оRo-ta(ja), where «- to - the mass of reference loads d - acceleration of free fall so a - acceleration of the object, respectively, when weighing the front and rear axles of the object. "at

Блок обробки інформації в центральному процесорі 23 виконаний з можливістю формування двох сигналів - сигналу, вироблюваного тензодатчиками ваг 2, 3, 4 і 5 та сигналів вироблюваних додатковими тензодатчиками 6 та 7 з еталонними вантажами 8 та 9, при цьому сигнал на виході блоку обробки, що формує відношення зазначених напруг не залежить від динамічних перешкод і визначається тільки відношенням маси вимірюваного « 70 вантажу ті до маси еталонних гир то, що дає можливість зіставити масу об'єкта, що зважується, вільного від 7-3) с динамічних перешкод з виміром загального зусилля, що включає динамічні перешкоди: . Ру/Ро-т(джаутг(ожа) и? Звідси випливає: т РІОпт»о/Р»The information processing unit in the central processor 23 is made with the possibility of forming two signals - the signal produced by the strain gauges of scales 2, 3, 4 and 5 and the signals produced by the additional strain gauges 6 and 7 with reference loads 8 and 9, while the signal at the output of the processing unit, which forms the ratio of the indicated voltages does not depend on dynamic obstacles and is determined only by the ratio of the mass of the measured load to the mass of reference weights, which makes it possible to compare the mass of the object being weighed, free from dynamic obstacles 7-3) with the measurement of the total force , which includes dynamic obstacles: . Ru/Ro-t(zhautg(ozha) y? It follows: t RIOpt»o/R»

Таким чином, одержувана в кожен момент часу інформація про масу об'єкта, що зважується, дає можливість б створити додатково інформаційний канал, що дозволяє зменшити вплив низькочастотних коливань у вимірюваних тензодатчиком сигналах, на точність виміру постійних складових, сприйманих тензодатчиками со зусиль, пропорційних масі візка, що зважується, чи осі об'єкта й одержати інформацію про реальну масу - об'єкта, що зважується. о 50 щеThus, the information received at each moment of time about the mass of the object being weighed makes it possible to create an additional information channel that allows to reduce the influence of low-frequency fluctuations in the signals measured by the strain gauge on the accuracy of the measurement of constant components perceived by the strain gauges with forces proportional to the mass cart being weighed or object axes and get information about the real mass of the object being weighed. at 50 more

Claims

The formula of the invention

The method of weighing moving objects, which includes the installation of a load-receiving scale platform on the railway track, which transfers the load from the object being weighed to the strain gauges of the scales, converting the output signals of the strain gauges into digital codes with the selection of a constant component of perceived forces

» strain gauges, processing of digital codes and their filtering, summarization of processing results,

which differs in that additional strain gauges are installed on the load-receiving platform of the scales, they are loaded with reference loads, when the object is moved, the output signals of the scale strain gauges and additional strain gauges with reference loads are simultaneously transmitted to the first and second blocks of analog-to-analog converters, and they are converted into digital codes, transmit to the central processor, perform filtering of digital codes in the high frequency range, perform division of the digital codes of the strain gauge signals of the scales into the signals of additional strain gauges with reference loads, determine the ratio corresponding to the weighing results, summarize the results of the readings, and determine the mass of the moving object object and transmit information to the display and registration device for display on the board or printing.