一种新型车辆动态称重仪的设计.pdf

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1、测量与检测技术《电气自动化》20O9年第31卷第2期⋯一Measurement&DetectingTechnics一种新型车辆动态称重仪的设计DesignofVehicleWeighinMotion(WlM)InstrumentBasedonQuartzPiezoelectricandLoopSensor兰州理工大学电气工程与信息工程学院(兰州730050)王惠中张雨默(LanzhouUniversityTechnology，LanzhouGansu730050，China)WangHuizhongZhangYumo甘肃机械工业学

2、校(甘肃741001)李春霞(GansuMechanicalIndustrySchool，Ga~hu741001，China)LiChunxia摘要：介绍了一种由石英晶体传感器和感应线圈构成的新型车辆动态称重仪。该系统克服了传统传感器随温度、时间的变化存在漂移、抗电磁干扰能力差、安装不方便，后期维护工作量大等问题的缺陷，为动态称重(WIM)设备技术提供了一种新的应用途径。关键词：石英晶体传感器感应线圈动态称重Abstract：Inthispaper，avehicleweighinmotioninstrumentbasedonqua

3、~zpiezoelectricandloopsensorisintroduced．Thedesignedsystemhasareasonablestructureandnoneedoftemperaturecompensate，overcomesthedisadvantagesofthetraditionsensorinlifetime、measureprecisionandmaintenance，providesanewwaytotheweigh—in—motionfacility．Keywords：qua~zpiezoelec

4、tricloopsensorweigh—in—motion【中图分类号]TM930．1【文献标识码】B[文章编号】1000—3886(2010)01—0071—021引言L——————。随着交通运输业的飞速发展，车辆的超载超限现象也日益严重。车辆超限超载运输对交通安全、及路桥基础设施造成了极大危害。70％的道路安全事故是由于车辆超限超载引发的，50％的特大道路交通事故与超限超载有直接关系。超载超限还严重损坏路桥基础设施。因此，需要对过往车辆进行实时的动态监控。目前获取车辆重量信号的常用动态称重传感器主要有：压电薄膜式、电容式和弯曲

5、盘式等，然而在实际应用中，由于各种干扰因素的影响，这些传感器存在着一些这样或那样的缺点，如测量结果随温度、时间的变化存在漂移、抗电磁干扰能力差、安装不方便，后期维护工作量大等问题，不能满足交通管理现代化的需求。石英晶体损耗小，品质因数可达l06。可长时间稳定可靠工作，图1系统结构框图99％以上的电子设备都采用石英晶体振荡器作为时间或频率的基准。以石英晶体传感器、感应线圈构成的动态称重检测系统结构合2．2系统的软件设计及交通参数的计算方法理无需温度补偿，克服传统传感器在使用寿命、测量精度、后期维护交通参数的采集既要考虑系统的精度又要

6、保证系统的实时等方面缺陷，为高速动态称重(WIM)设备技术提供新的应用途径。性。TMS32OC6455本身对算法的支持以及硬件体系结构特点使得它在实现本系统的算法上有较大的优势。在算法的实现过程中，2数据采集系统结构设计篙悝本系统采用C语言和汇编语言混合语言编程。2．1系统结构当车辆驶入线圈感应范围时，系统通过检测线圈频率的变化根据车辆动态称重的要求，设计的系统框图如图1所示。其中判断车辆的经过。当轮胎压过压电传感器时，给出一个中断信号。核心处理器选用TI2005年推出的TMS320C6455，它是基于第三代DSP对该中断信号做出

7、响应，开始通过读取ADC采集到的数据，的VeloiTI超长指令字(VLIW)结构，采用新的C64x+CPU，在代码与并且将数据保存到开辟的内存缓冲区。当车辆驶出传感阵列时，前期的C64x器件兼容的基础上，性能进一步提高131，非常适合数据线圈发出中断请求，DSP响应该中断请求，停止对ADC的数据读吞吐量大的高速动态称重系统。AD／转换选择转换速度快、精度高取，这样就完成了一次车辆的动态称重数据采集过程系统，其中断的AD公司的数模转换芯片AD7714来完成，它使用和差(∑一△)转流程图如图2所示。换技术以实现高达24位的无误码性能。

8、输入信号加至专有的基于3传感器的工作原理模拟调制器、具有可编程增益的前端。AD7714接收经放大滤波处理的模拟信号并输出串行数字信号送至TsMc320c6455进行处理。3．1石英传感器原理与测速测重ElectricaIAutomation171《