影響動(dòng)態(tài)地磅測(cè)量精度因素及采取的措施
本文介紹了根據(jù)自己在工作中發(fā)現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題,同時(shí)又加以理論分 析.對(duì)影響動(dòng)態(tài)地磅測(cè)量精度的因素進(jìn)行了分析,并提出了應(yīng)采取的相應(yīng)措施)。
隨著改革開(kāi)放的深入和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,邊境貿(mào)舄日益增多, 髙速公路的怏速發(fā)展,港口貨物吞吐量迅速加大,實(shí)現(xiàn)這些領(lǐng)域的 快速準(zhǔn)確計(jì)量,有著十分重要現(xiàn)實(shí)意義。
眾所周知,動(dòng)態(tài)軌道衡在國(guó)內(nèi)從技術(shù)角度上講已口漸成熟,其制造,軟件計(jì)發(fā)已不存在什么問(wèn)題了,何是動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) 就+那么簡(jiǎn)單了,到y前力土,圍際、國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一套究善標(biāo)準(zhǔn)或 建議,國(guó)內(nèi)僅有的兒合動(dòng)態(tài)地磅也存在技術(shù)上的問(wèn)題達(dá)不到用于 貿(mào)易結(jié)算的水平,因而,研究開(kāi)發(fā)能滿(mǎn)足市場(chǎng)需耍的動(dòng)態(tài)地磅, 使動(dòng)態(tài)地磅能夠達(dá)到用于貿(mào)易結(jié)算的水平,去充分滿(mǎn)足市場(chǎng)的徭 要,提高我國(guó)動(dòng)態(tài)地磅的制造水平,有著廣泛的市場(chǎng)前景和深遠(yuǎn) 的技術(shù)影響。
目前市場(chǎng)上的動(dòng)態(tài)地磅從秤體結(jié)構(gòu)h大體可分為:軸計(jì)量, 軸組計(jì)量和整車(chē)計(jì)量三種。大多數(shù)產(chǎn)品的汁量精度一般為± io%和 土 5%,很難達(dá)到土丨%的水平,史不耍說(shuō)± 0.5%或土 0.2%的水平 了。研究HI動(dòng)態(tài)地磅,使動(dòng)態(tài)地磅的精度穩(wěn)定達(dá)到土 1%的 水平.苺年給用廣帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是難以估量的。
1.影響動(dòng)態(tài)地磅測(cè)量精度的因素
不管什么結(jié)構(gòu)形式的秤體,影響其計(jì)量精度的因素是多方而 的.下面簡(jiǎn)單從八個(gè)方面進(jìn)行分析。
(1)引道的影響
對(duì)于靜態(tài)計(jì)量的地磅來(lái)說(shuō),:引道的長(zhǎng)短不會(huì)對(duì)計(jì)量產(chǎn) 生多大影響,動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡就不同了,當(dāng)汽車(chē)以某一恒定的速度駛上 秤體時(shí).由于引道短產(chǎn)生的振幅變動(dòng)性較大,且其振幅在汽車(chē)駛上 秤臺(tái)時(shí)很難穩(wěn)定,振幅是衰減、增大還是基本恒定很難預(yù)料,計(jì)算 機(jī)的采樣就難以控制,所以不能給出準(zhǔn)確的采樣方式。如果將其在 鉛垂方向h的受力情況可簡(jiǎn)化為一個(gè)“彈性振子”的話(huà),則其振動(dòng) 符合公式
f=-kx (I)
式中當(dāng)x變比時(shí).f相應(yīng)變化,從而影響秤的汁量精度,如果 象電子軌道衡和動(dòng)態(tài)軌道衡那樣,適當(dāng)增長(zhǎng)引道的長(zhǎng)度,對(duì)改善計(jì) 量精度定會(huì)產(chǎn)生較大的影響。
(2)車(chē)輛輪胎氣CE的影響
同樣的汽車(chē)輪胎,其充氣壓力不同,其彈性常數(shù)K(相當(dāng)于彈 簧倔強(qiáng)系數(shù))就不同,同樣把其在鉛垂方向上的受力簡(jiǎn)化為一個(gè) “彈性振子”的話(huà),也應(yīng)符合式(1),在式中k變化,將影響汽車(chē) 隊(duì)秤體的作用力。
(3)車(chē)速的影響
把汽車(chē)在鉛垂方向的受力簡(jiǎn)化為“彈簧諧振”,則符合公式
T=2 3r^rm7R^ (2)
式中當(dāng)k不變時(shí)(即輪胎CE力不變)m與T關(guān)系就明朗了, 則有m=k(T/27: )1很顯然,振動(dòng)周期影響質(zhì)量m,從而影響計(jì)量, 當(dāng)車(chē)速快時(shí).其振動(dòng)周期T隨之變小.車(chē)速慢時(shí)就加大。將影響汽 車(chē)對(duì)秤體的作用力。
(4)車(chē)型(軸距)的影響
軸距主要影響采樣的有效次數(shù),即在稱(chēng)量一車(chē)貨物時(shí),用的時(shí) 間不同,有效的來(lái)樣次數(shù)就不同,也會(huì)導(dǎo)致誤差的變動(dòng),同時(shí)不同 車(chē)型的輪胎的彈性系數(shù)也不-樣,同樣會(huì)影響稱(chēng)跫的準(zhǔn)確性。
(5)汽車(chē)減振系統(tǒng)的影響
載重汽車(chē)的減振系統(tǒng)板彈簧隨車(chē)型的不同差異很大,也可影響 汽車(chē)的振幅.從而影響稱(chēng)量的準(zhǔn)確件。
(6)載重量的影響
詞一型號(hào)的汽車(chē)當(dāng)其載重量不同時(shí),其輪胎的壓力和板彈贊均 有不同的變化,影響汽車(chē)的振幅而影響稱(chēng)量。
(7)稱(chēng)重傳感器的影響
稱(chēng)重傳感器對(duì)動(dòng)態(tài)地磅的影響除了傳感器的稍度外,其動(dòng)態(tài) 響應(yīng)性的好壞也直接影響采樣的有效性而影響稱(chēng)量的準(zhǔn)確性。
(8)計(jì)算機(jī)軟件的影響
計(jì)算機(jī)軟件的數(shù)據(jù)信息處理功能的強(qiáng)弱1既影響計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù) 信息的處理功能,又影響計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)信息處理的效率,同時(shí)還會(huì) 影響釆樣次數(shù).從而影響提高稱(chēng)量準(zhǔn)確性。
以上是在秤的剛性設(shè)計(jì)、限位設(shè)計(jì)都合理的情況下1簡(jiǎn)單總結(jié) 的幾條影響動(dòng)態(tài)地磅稱(chēng)量精度因素,也不可能很全面、正確。
2.建議采樣的改進(jìn)措施
上面分析的八個(gè)方面的影響因素,歸納起來(lái)可以分為四類(lèi):
第一類(lèi)是影響振幅變化;第二類(lèi)是影響彈性常數(shù);第三類(lèi)是影 響振動(dòng)周期;第四類(lèi)是影響釆樣效果。
現(xiàn)在對(duì)上述四類(lèi)問(wèn)題逐一進(jìn)行分析以采取有效的改進(jìn)措施。
首先對(duì)影響振幅變化的因素進(jìn)行分析。影響振幅的變化有三個(gè) 方面的問(wèn)題:即秤體的引道、減震系統(tǒng)和載重量。若要解決這類(lèi)問(wèn) 題就應(yīng)從基礎(chǔ)和秤臺(tái)兩個(gè)方面著手。基礎(chǔ)應(yīng)象軌道衡那樣有一定長(zhǎng) 度的乎直引道,以保證使汽車(chē)在駛上秤體時(shí)的振幅基本穩(wěn)定,其建 議匕度不低于被稱(chēng)車(chē)輛的3?4倍(這是借鑒動(dòng)態(tài)軌道衡的經(jīng) 驗(yàn)),這樣可使汽車(chē)駛上秤體時(shí),以一穩(wěn)定的振動(dòng)幅度通過(guò),以使 振幅能夠有一定規(guī)律,便于計(jì)算機(jī)控制軟件的補(bǔ)償校正。秤臺(tái)的臺(tái) 扳與蓮礎(chǔ)、臺(tái)板本身均應(yīng)平直性都好才能有效地控制汽車(chē)駛過(guò)秤體 時(shí)的振幅,諸如控制秤臺(tái)臺(tái)板的水平調(diào)高差< lmm,臺(tái)板與引道高 差< 2mm,且引道與秤臺(tái)接頭處< 0.5mm,最好采用合理的凹凸的 過(guò)渡方式,盡量減少對(duì)秤臺(tái)的沖擊,秤臺(tái)臺(tái)板的固定螺釘最好選用' 沉頭螺釘。通過(guò)以上改進(jìn)措施后就可以使駛上秤體的汽車(chē)以基本穩(wěn) 定的振幅通過(guò),從而保證了重量和準(zhǔn)確性。
其次,對(duì)影響彈性常數(shù)的因素進(jìn)行分析。影響彈性常數(shù)的因素 有車(chē)輛輪胎的氣壓、車(chē)型和載重量。汽車(chē)的輪胎氣E不同其彈性常 數(shù)就不同,同一氣匝下輪胎的承受載荷不同時(shí)同樣輪胎內(nèi)的氣壓也 要跟著變化,根據(jù)公式f=-kx可知,k的變化影響稱(chēng)量精度,但是 從公式中還可以看出,減小x>即減小振幅,同樣可使f減小,當(dāng)x 趨近于0時(shí),即趨近于靜態(tài)稱(chēng)量,所以提高秤臺(tái)與基礎(chǔ)本身的水平 度,同樣Hi可解決此類(lèi)問(wèn)題,一般高差應(yīng)不大于2mm。
第三對(duì)影響振動(dòng)周期的因素進(jìn)行分析。影響振動(dòng)周期的因素有 車(chē)速和車(chē)型兩個(gè)方面。根據(jù)公式)2,ra受振動(dòng)周期T的 影響,當(dāng)車(chē)速加快時(shí),振動(dòng)周期T變小,使m變小,當(dāng)T增大至 一定程度時(shí),相當(dāng)于靜止稱(chēng)量。車(chē)型不同其輪胎直徑也不相同,相 同車(chē)速下,其振動(dòng)周期T就變小,m也隨之變化。這類(lèi)問(wèn)題可通 過(guò)限定車(chē)速范圍的選擇幾種車(chē)型從計(jì)算機(jī)軟件上加以補(bǔ)償解決。
第四對(duì)影響采樣效果的因素進(jìn)行分析。影響采樣效果的因素有 車(chē)型、稱(chēng)重傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性和汁算機(jī)軟件。關(guān)于車(chē)型的影響在 第三類(lèi)問(wèn)題分析已經(jīng)談到可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件的補(bǔ)償來(lái)解決,稱(chēng)重傳 感器的動(dòng)態(tài)向異性可通過(guò)選擇動(dòng)態(tài)響應(yīng)性好的稱(chēng)重傳感器來(lái)解決 (如選用柱式傳感器)。
至于計(jì)算機(jī)軟件的問(wèn)題,筆者認(rèn)為,可否設(shè)計(jì)這樣一種軟件以 解決實(shí)際應(yīng)用中多車(chē)型和車(chē)況的問(wèn)題,該軟件應(yīng)具有以下特點(diǎn):
較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能,以滿(mǎn)足通過(guò)適當(dāng)提高采樣速度來(lái)部 分消除稱(chēng)量誤差。
多種車(chē)型和車(chē)況的選擇功能?當(dāng)動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡預(yù)熱完畢計(jì)算 機(jī)進(jìn)入等待選擇菜單時(shí),用戶(hù)可通過(guò)鍵選分別進(jìn)入相應(yīng)的適應(yīng)狀 態(tài),如:車(chē)型選擇:
A——東風(fēng)半掛
B—黃河帶拖斗
C——奔馳
D 太拖拉
即進(jìn)入適應(yīng)相應(yīng)車(chē)型的軟件,以適應(yīng)多種型號(hào)車(chē)型的稱(chēng)量,消 除車(chē)型不同帶來(lái)的誤差。
這樣看來(lái)汁算機(jī)的控制軟件的編制和程序調(diào)試相對(duì)于動(dòng)態(tài)軌道 衡來(lái)說(shuō)也復(fù)雜許多,實(shí)際使用時(shí)還會(huì)有更多的應(yīng)用問(wèn)題.這里不再 深探。