影響動態地磅測量精度因素及采取的措施
本文介紹了根據自己在工作中發現的實際問題,同時又加以理論分 析.對影響動態地磅測量精度的因素進行了分析,并提出了應采取的相應措施)。
隨著改革開放的深入和經濟的迅猛發展,邊境貿舄日益增多, 髙速公路的怏速發展,港口貨物吞吐量迅速加大,實現這些領域的 快速準確計量,有著十分重要現實意義。
眾所周知,動態軌道衡在國內從技術角度上講已口漸成熟,其制造,軟件計發已不存在什么問題了,何是動態汽車衡的設計開發 就+那么簡單了,到y前力土,圍際、國內還沒有一套究善標準或 建議,國內僅有的兒合動態地磅也存在技術上的問題達不到用于 貿易結算的水平,因而,研究開發能滿足市場需耍的動態地磅, 使動態地磅能夠達到用于貿易結算的水平,去充分滿足市場的徭 要,提高我國動態地磅的制造水平,有著廣泛的市場前景和深遠 的技術影響。
目前市場上的動態地磅從秤體結構h大體可分為:軸計量, 軸組計量和整車計量三種。大多數產品的汁量精度一般為± io%和 土 5%,很難達到土丨%的水平,史不耍說± 0.5%或土 0.2%的水平 了。研究HI動態地磅,使動態地磅的精度穩定達到土 1%的 水平.苺年給用廣帶來的經濟效益是難以估量的。
1.影響動態地磅測量精度的因素
不管什么結構形式的秤體,影響其計量精度的因素是多方而 的.下面簡單從八個方面進行分析。
(1)引道的影響
對于靜態計量的地磅來說,:引道的長短不會對計量產 生多大影響,動態汽車衡就不同了,當汽車以某一恒定的速度駛上 秤體時.由于引道短產生的振幅變動性較大,且其振幅在汽車駛上 秤臺時很難穩定,振幅是衰減、增大還是基本恒定很難預料,計算 機的采樣就難以控制,所以不能給出準確的采樣方式。如果將其在 鉛垂方向h的受力情況可簡化為一個“彈性振子”的話,則其振動 符合公式
f=-kx (I)
式中當x變比時.f相應變化,從而影響秤的汁量精度,如果 象電子軌道衡和動態軌道衡那樣,適當增長引道的長度,對改善計 量精度定會產生較大的影響。
(2)車輛輪胎氣CE的影響
同樣的汽車輪胎,其充氣壓力不同,其彈性常數K(相當于彈 簧倔強系數)就不同,同樣把其在鉛垂方向上的受力簡化為一個 “彈性振子”的話,也應符合式(1),在式中k變化,將影響汽車 隊秤體的作用力。
(3)車速的影響
把汽車在鉛垂方向的受力簡化為“彈簧諧振”,則符合公式
T=2 3r^rm7R^ (2)
式中當k不變時(即輪胎CE力不變)m與T關系就明朗了, 則有m=k(T/27: )1很顯然,振動周期影響質量m,從而影響計量, 當車速快時.其振動周期T隨之變小.車速慢時就加大。將影響汽 車對秤體的作用力。
(4)車型(軸距)的影響
軸距主要影響采樣的有效次數,即在稱量一車貨物時,用的時 間不同,有效的來樣次數就不同,也會導致誤差的變動,同時不同 車型的輪胎的彈性系數也不-樣,同樣會影響稱跫的準確性。
(5)汽車減振系統的影響
載重汽車的減振系統板彈簧隨車型的不同差異很大,也可影響 汽車的振幅.從而影響稱量的準確件。
(6)載重量的影響
詞一型號的汽車當其載重量不同時,其輪胎的壓力和板彈贊均 有不同的變化,影響汽車的振幅而影響稱量。
(7)稱重傳感器的影響
稱重傳感器對動態地磅的影響除了傳感器的稍度外,其動態 響應性的好壞也直接影響采樣的有效性而影響稱量的準確性。
(8)計算機軟件的影響
計算機軟件的數據信息處理功能的強弱1既影響計算機對數據 信息的處理功能,又影響計算機對數據信息處理的效率,同時還會 影響釆樣次數.從而影響提高稱量準確性。
以上是在秤的剛性設計、限位設計都合理的情況下1簡單總結 的幾條影響動態地磅稱量精度因素,也不可能很全面、正確。
2.建議采樣的改進措施
上面分析的八個方面的影響因素,歸納起來可以分為四類:
第一類是影響振幅變化;第二類是影響彈性常數;第三類是影 響振動周期;第四類是影響釆樣效果。
現在對上述四類問題逐一進行分析以采取有效的改進措施。
首先對影響振幅變化的因素進行分析。影響振幅的變化有三個 方面的問題:即秤體的引道、減震系統和載重量。若要解決這類問 題就應從基礎和秤臺兩個方面著手。基礎應象軌道衡那樣有一定長 度的乎直引道,以保證使汽車在駛上秤體時的振幅基本穩定,其建 議匕度不低于被稱車輛的3?4倍(這是借鑒動態軌道衡的經 驗),這樣可使汽車駛上秤體時,以一穩定的振動幅度通過,以使 振幅能夠有一定規律,便于計算機控制軟件的補償校正。秤臺的臺 扳與蓮礎、臺板本身均應平直性都好才能有效地控制汽車駛過秤體 時的振幅,諸如控制秤臺臺板的水平調高差< lmm,臺板與引道高 差< 2mm,且引道與秤臺接頭處< 0.5mm,最好采用合理的凹凸的 過渡方式,盡量減少對秤臺的沖擊,秤臺臺板的固定螺釘最好選用' 沉頭螺釘。通過以上改進措施后就可以使駛上秤體的汽車以基本穩 定的振幅通過,從而保證了重量和準確性。
其次,對影響彈性常數的因素進行分析。影響彈性常數的因素 有車輛輪胎的氣壓、車型和載重量。汽車的輪胎氣E不同其彈性常 數就不同,同一氣匝下輪胎的承受載荷不同時同樣輪胎內的氣壓也 要跟著變化,根據公式f=-kx可知,k的變化影響稱量精度,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x 趨近于0時,即趨近于靜態稱量,所以提高秤臺與基礎本身的水平 度,同樣Hi可解決此類問題,一般高差應不大于2mm。
第三對影響振動周期的因素進行分析。影響振動周期的因素有 車速和車型兩個方面。根據公式)2,ra受振動周期T的 影響,當車速加快時,振動周期T變小,使m變小,當T增大至 一定程度時,相當于靜止稱量。車型不同其輪胎直徑也不相同,相 同車速下,其振動周期T就變小,m也隨之變化。這類問題可通 過限定車速范圍的選擇幾種車型從計算機軟件上加以補償解決。
第四對影響采樣效果的因素進行分析。影響采樣效果的因素有 車型、稱重傳感器的動態響應性和汁算機軟件。關于車型的影響在 第三類問題分析已經談到可通過計算機軟件的補償來解決,稱重傳 感器的動態向異性可通過選擇動態響應性好的稱重傳感器來解決 (如選用柱式傳感器)。
至于計算機軟件的問題,筆者認為,可否設計這樣一種軟件以 解決實際應用中多車型和車況的問題,該軟件應具有以下特點:
較強的數據處理功能,以滿足通過適當提高采樣速度來部 分消除稱量誤差。
多種車型和車況的選擇功能?當動態汽車衡預熱完畢計算 機進入等待選擇菜單時,用戶可通過鍵選分別進入相應的適應狀 態,如:車型選擇:
A——東風半掛
B—黃河帶拖斗
C——奔馳
D 太拖拉
即進入適應相應車型的軟件,以適應多種型號車型的稱量,消 除車型不同帶來的誤差。
這樣看來汁算機的控制軟件的編制和程序調試相對于動態軌道 衡來說也復雜許多,實際使用時還會有更多的應用問題.這里不再 深探。