地磅廠家關(guān)于道路彎板式稱重傳感器數(shù)值仿真與實驗研究

隨著我國道路工程的快速發(fā)展,車輛超載引發(fā)的問題日益嚴重。車輛超載導致路面、橋梁加速損壞,對公路基礎(chǔ)設(shè)施非常不利,導致公路基礎(chǔ)設(shè)施正常使用年限大大縮短;車輛超載大量誘發(fā)道路交通事故,危及交通安全。在車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)中,彎板式稱重傳感器由于是整體式結(jié)構(gòu),車輛車輪直接作用在稱重傳感器上,具有防腐性能好、檢測精度高及計量穩(wěn)定等優(yōu)點。

本文針對彎板式稱重傳感器的力學、電學及數(shù)學進行系統(tǒng)研究,認為彎板式稱重傳感器的實質(zhì)—復合影響面,復合影響面的核心為權(quán)重系數(shù),并運用力學、電學、數(shù)學的方式改變復合影響面的權(quán)重系數(shù)進而調(diào)整復合影響面。本文的主要研究工作:

(1)介紹了國內(nèi)外動態(tài)稱重系統(tǒng)及稱重傳感器研究概況,對彎板式稱重傳感器的作用機理進行分析,并對其進行力學、電學和數(shù)學系統(tǒng)分析。推導了惠斯通電橋并聯(lián)式橋臂橋壓差變化與橋臂上各組應(yīng)變片電阻值變化的數(shù)學關(guān)系,并以此為基礎(chǔ),建立了車輛輪載加載前后橋壓差變化的數(shù)學關(guān)系。

(2)提出了稱重傳感器的實質(zhì)—復合影響面,為稱重傳感器的研究提供了一個有利工具,方便了對于稱重傳感器的理論研究,并用力學、電學及數(shù)學的方法對復合影響面的權(quán)重系數(shù)進行調(diào)整。

(3)對彎板式稱重傳感器的工藝誤差進行了分析,并運用電學調(diào)整彎板式稱重傳感器復合影響面權(quán)重系數(shù)的方式,進行誤差修正,并根據(jù)最小二乘法的原理,建立了彎板式稱重傳感器工藝誤差補償方法。

(4)實驗研究過程中,運用彎板式稱重傳感器工藝誤差補償方法計算彎板式傳感器補償電阻值,并對調(diào)整復合影響面后的彎板式稱重傳感器進行實驗標定,驗證了彎板式傳感器補償方法的準確性。

本文的研究為稱重傳感器的研究提供了一個有利工具—復合影響面,并通過對彎板式稱重傳感器進行力學、電學和數(shù)學系統(tǒng)研究,推導了彎板式稱重傳感器加載前后橋壓差的變化關(guān)系,建立了電路補償工藝誤差的方法,大幅提高了彎板式稱重傳感器的精度,也解決了在彎板式稱重傳感器生產(chǎn)過程中,由于逐次迭代求解造成的反復加載實驗標定過程,縮短了彎板式稱重傳感器的生產(chǎn)周期,并節(jié)約了大量成本。