Устройство для взвешивания транспортных средств

 

оп и й:е

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советсыик

Социалистичесыик

Республик

< ?34509 (61) Дополнительное к авт. свид-ву gq 649963 (22) Заявлено 04. 10.7 6 (2! ) 2409907/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 17.05.80 (51)M. Кл, G 01 (19/02

Гееудерстеееней кеиктет

СССР ке делам кзебретеккй и еткритей (53) УДК 681.269„ (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Ференец и Р. В. Галанский (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДДЯ ВЗВЕШИВА НИЯ ТРА НСПОРТНЫХ

СРЕДСТВ

Изобретение относится к области весоизмерительной техники и может быть применено для железнодорожного, автомобильного и авиационного транспорта, а также во всех областях, где требуется измерять величину массы или давления создаваемого объектом.

Известно устройство для взвешивания транспортных средств цо основному авт. св. No 649963, содержащее датчик, !

О выполненный в виде упругой оболочки, заполненной воздухом, расположенной под проезжей частью дороги, блок обработки сигнала, термопневмометрический преобразователь, выполненный в виде глухой камеры, подключенной к термоанемометру, соединенному с блоком обработки сигнала и с датчиком; возбудитель динамических колебаний, выполненный в виде замкнутой камеры, разделенной мембраной на рабочую и не— рабочую полости, соединенной с генератором колебаний, причем нерабочая полость камеры соединена с гибкой оболочкой дополнительным каналом имеюшим ввекостное сопротивление 11

Однако известное устройство не обеспечивает достаточ ну ю точность из м ерения за счет нелинейной зависимости выходного сигнала от действующей силы на поверхность упругой оболочки датчика.

Белью изобретения является повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемое устройство для взвешивания транспортных средств введена обратная связь, соединяюшая управляемый вход генератора частоты и выход блока обработки сигналов.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит датчик, выпол- ненный в виде упругой оболочки 1, образуюшей заполненную воздухом или нейтральным газом герметичную камеру А, которая соединена каналом 2 с термоанемометрическим преобразоватеl ll1 XOÉ Hg МЕВЬ - « -, Э l H Oò эМЕР tl QJi+llOH схемы 6, Геомг ан мам.-ток;"-1еск*,тй пре .. образователь . ;: дел" -3HGootl —.ля паеобразования скорост: i нз менения давления газа в каме",э - в электрп"--.еский сигнал.

Блок 6 Обработк. электрических сигна.- лов выдает сигналы, определяющие массу взвешиваемых транспортных средств.

Возбудитель динамических изменений давления состоит из замиц гой камеры 7, внутри которой размещен вибратор 8. В качестве вибратором 8 ьозбудителя динамических колебжаю могут быть использованы механические, пневматические„ пьезоэлектрические, магнитострикционные и т.д. вибраторы, создающие колебания давления газа внутри замкнутой камеры 7.

Возбудитель динамических изменений давления может включаться автомати589 сигнал. Генератор 9 формирует сигнал постоянной частоты и амплитуды. При наезде транспортного средства на упругую оболочку 1 датчика поверхность ее деформируется и находится в прогнутом состоянии до тех пор, пока на ней находится транспортное средство. При этом внутри герметичной камеры А увеличивается давление, а объем камеры уменьшается. На выходе блока 6 обработки сигнала появляется сигнал рассогласования, который отрабатывается через цепь обратной связи: блок 6 обработки сигнала — генератор частоты 9 — возбудитель динамических колебаний, и устройство уравновешивается. Сигнал рассогласования является функцией силы, воздействующей на поверхность упругой оболочки 1.

Согласно уравнению газовой динамики где К вЂ” постоянная величина;

P — давление газа;

tel — объем газа внутри оболочки датчика.

После дифференцирования

30 где — время.

Так как PV =К, то

Вибратор 8 подключен к генератору частоты 9. Замкнутая камера 7 соединена с герметичной кам рой А каналом 1Î.

Нерабочая полость Б замкнутой камеры

7 соединена с герметичной камерой А каналом 11,. выполненным в виде капиляра, имеющего большое вязкостное сопротивление. Канал 11 предназначен для выравнивания давления в полости Б замкнутой камеры 7 и в герметичной камере А.

Управляемый вход 12 генератора частоты

9 подключен к блоку 6 обработки сигна-. лов. Датчик устанавливают, так, чтобы его упругая оболочка 1 располагалась под проезжей частью дороги. Размер поверхности упругой оболочки 1 выбирают таким, чтобы на ней могло разместиться транспортное средство, например, автомобиль с прицепом.

Работа. устройства осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии, когда транс-портное средство отсутствует, сила, воз-. действующая на поверхность упругой оболочки 1, равна нулю. Динамические изменения давления возбудителя через герметичную камеру А воздействуют на тер моане мо метрический преобразователь.

За счет опорного источника питанияр имеющегося в электроизмерительной схеме 5, термоанемометрический преобразователь устанавливается в нулевое положение. При этом на выходе блока обработки сигнала 6 формируется нулевой

35 — скорость изменения давления, которая является функцией силы, действующей на поверхность упругой оболочки датчика при наезде на нее транс40 портного средства.

При периодическом изменении объема газа в герметичной камере А с помощью возбудителя, например, по синусоидальному закону

v = u sin 2 3t t t (4 ) где Ч вЂ” амплитуда колебаний; — частота колебаний выражение 121 запишется

Р— =RED u — cos23ttt (5)

at. где—

Ж чески или вручную при наезде транспортного средства на упругую оболочку 1

dP

vn — = 2 t и к Р . co 2x f t (6)

Выражение (6) имеет нелинейную

ДР зависимость от Р; кроме того, зависит от частоты и амплитуды Ч

5 73 генератора. Управляя по определенному закону частотой Ф или амплитудой Чгп можно добиться линейности характеристики. Для этого выходную характеристику блока. 6 обработки сигнала, кото— рый управляет генератором частоты 9, выбирают такой, чтобы на выходе генератора 9 получить зависимость при управлении по частоте = р т или при управлении по амплитуде выходного сигнала генератора

Ч = — гп„(8 где rn — коэффициент, зависящий от массы транспортного средства.

В этом случае выражение {6) можно представить в следующем виде при управлении по частоте

ЙР â€” .р .pp t= К Р (» <),(ф — где р л

4509 6 где К = 2ХЧ К & или прй управлении по амплитуде

5Р— =2Xf.К Р Саэ 1И =К P(tk) (g L

5 где К =2XfÊР, .ф . лт т.е. имеем линейную зависимость.

После интегрирования A P = К„Р () лР - КР(- ).

1с Коэффициент наклона выходной характеристики устройства имеет постоянную величинУ Кл, К2 . Отсюда чУвствительность устройства постоянная во всех областях выходной характеристики. !

5 Формула изобретения

Устройство для взвешивания транспортных средств по авт. св. % 649963, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це..ью повышения точности измерения, 20 в него введена обратная связь, соединяющая управляемый вход генератора . частоты и выход блока обработки сигналов.

Составитель М. Орлова

Редактор И. Шубина Техред Я. Бирчак Корректор М. Шароши

Заказ 2154/46а Тираж 713 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4