[实用新型]基于侧倾法的车辆质心轮荷测量系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种基于侧倾法的车辆质心轮荷测量系统。具体涉及一种利用电阻应变式称重传感器和上位机的屏蔽连接组成的车辆轮荷测量装置。

背景技术：

目前车辆轮荷测量技术一直停留在初级阶段，其测量装置和测量方法都很不成熟，测量过程中有采用人工计数的方式也有极少数通过连接上位机进行数据采集的，上位机编程方式仍旧使用传统的VB、VC并且设备简陋，与上位机间进行数据通道的切换不灵敏，又因为在现场测量过程中电磁干扰、倾翻台液压缸工作时的震动、电子元件的热噪声、电源噪声等产生的高频噪声对信号抗干扰能力差的简陋测量设备来说，严重影响了测量系统的数据采集精度。现有的轮荷测量装置，其内部弹性体结构设计时不把降低切向力耦合作为目标，只能在水平状态下使用，不允许在倾斜状态下测量，多维力/力矩传感器能够测量多个方向的力/力矩，但由于结构、量程、造价等原因很难用于轮荷测量，同时对于质心高度的测量，以往做法是使车体前后倾斜，对于大型车辆而言，由于车体长度较长，液压缸的行程将非常长，不利于整个测量平台的稳定。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种基于侧倾法的车辆质心轮荷测量系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于侧倾法的车辆质心轮荷测量系统，其组成包括：轮荷测量装置，所述的轮荷测量装置为合金板的背面具有平行于支承的四条矩形槽，所述的矩形槽内粘贴一组应变片，所述的应变片通过屏蔽线连接数据采集装置，所述的数据采集装置包括单片机，所述的单片机连接数码管、串行通讯接口和光电耦合器，九通道电压信号切换模块、信号放大器、信号滤波器、A/D转换器以及所述的光电耦合器依次连接。

所述的基于侧倾法的车辆质心轮荷测量系统，所述的单片机安装于主板上，所述的主板上还具有数字电路供电器、电桥与模拟供电器、信号滤波器供电器、外部电源接口、调零电阻、输入信号接口、去耦电容和控制按钮。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型在合金板的背面加工出四条同规格的矩形槽，起到定向弱化局部刚度和强化变形的目的，采用电阻应变式称重传感器作为的好处是制作方便，并对称粘贴在矩形槽的内部是每个应变片所在截面对中性轴的惯性矩也相等，使得数据采集简单且准确。

2.本实用新型在矩形槽内沿宽度方向等间距、对称的粘贴应变片，则应变片所在横截面可以看作是n条平行排列的弯曲梁，由于每个矩形槽的尺寸都一致，所以每个应变片粘贴表面到中性轴的距离都相等，每个应变片所在截面对中性轴的惯性矩也相等，这样有利于数值计算过程。

3.本实用新型采用屏蔽线将轮荷测量装置和数据采集装置连接，并设置了二阶低通有缘RC信号滤波器、光电耦合器作为信号滤波的装置、去耦电容的多重抗干扰装置，可以有效的除去现场测量环境伴有的声、光、电、磁、振动以及化学腐蚀、高温、高压的干扰，使得有用信号能够有效平稳地传输，使整个电路远离噪声的干扰保证数据的准确采集。

4.本实用新型采用侧向倾斜的方法，在质量反应法的基础上加以改进针对以往使车体前后倾斜来测量大型车辆时，由于车体长度较长，液压缸的行程将非常长，不利于整个测量平台的稳定的弊端，能够有效的减小液压缸行程，而且由于每个车轮都没有悬空，就避免了质量重新分配后有车轴分担过多车体载荷而有压溃的危险，其中应用到的电阻应变式称重测量，具有精度高、测量范围广、响应快、使用寿命长和性能稳定的使用特点，在车体倾斜时，车轮下的轮荷测量装置将受到垂直于测量平面的法向力和平行于测量平面的切向力作用，测量结果是法向力与切向力共同作用的结果，两者之间存在耦合这种借鉴一体化轮重秤的结构设计理念以及多维力/力矩传感器的应变测量及标定技术，实现了切向力的解耦，使其能够在水平和倾斜状态下测量车轮载荷，从而实现汽车，尤其是多轴重型车辆的质心位置测量，具有提高汽车的稳定性、安全性，降低汽车交通事故中的人员伤亡的重要意义。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型轮荷测量装置的背面结构示意图。

附图3是本实用新型数据采集装置的结构框图。

附图4是本实用新型对九通道输出信号调零效果对比图。

附图5是本实用新型AD620集成运算放大器共模抑制比（CMRR）与信号的频率关系曲线。

附图6是本实用新型AD620集成运算放大器增益（GAIN）与信号的频率关系曲线。

附图7是本实用新型采用AD620集成运算放大器的电路原理图。

附图8是本实用新型采用24位Δ-Σ型LTC2400A/D转换器的结构图。