对地磅计量性能中灵敏度的分析

三、特殊传感器的选择

在动态车辆的地磅当中，随着称量和传感器技 术的发展，一些特殊传感器涌入衡器，使传感器和秤 体一体化的方案多种多样。轨道式传感器、轨道贴 片式的剪应力和弯曲应力传感器、轨道垫板式传感 器、轴销嵌入式传感器，汽车轴重仪中的形式多样的 称重板。这种方案的诞生，大大简化了地磅的测量 系统，使机械构造减至Zui小，构件减至Zui少。并使不 采用混凝土基础成为可能，使系统总体无论从总体 质量到几何尺寸均减至Zui小。为此此种地磅巳经广 泛的应用于动态轨道衡计量和公路上的动态汽车轴 计量。由于其特点明显，选择时有所侧重。根据计量 工作的要求，着重于计量商业结算，还是生产工艺、 质量控制、安全运输、设备技术和路面承受能力要求 的计量精度。并根据车辆的结构参数、运行速度、动 态称量时间和能达到的计量精度去选择特种称重方 式的特殊传感器。

1.轨道衡计量中的特种称量方式即采用特殊传 感器的种类很多，大部分为轨道与传感器一体化。 如长和短轨剪应力传感器、弯曲应力轨道称重桥、嵌 入式轴销传感器、轨道垫板式传感器，以及结合轨道 垫板式传感器与嵌入式轴销传感器的组合计量方 式。这些多种形式丰富了静动态轨道衡计量而应用 于常规尤其是特殊场合，使其机械结构Zui大限度的 简化，总重量相当于原有秤体十分之一以下，形体尺 寸也相应减至Zui小，也减少了相关设施。由于这样 大刀阔斧的简化，带来了很多利于生产、利于安全、 利于施工的很多优点，首先使线路基础简化，甚至可 以无基础（无砼0，施工周期短，甚至可以不停产、不 停运，机械维修量减至Zui小。由于带来这么多的便 捷，又常常在常规轨道衡所无法承担的条件下，而采 用这种称重轨式传感器、轴销式传感器、轨道垫板式 传感器等可以解决很多轨道衡计量的老大难问题。 因此也得到了大的发展，仅轴销式传感器的轨道衡 就有超过百台在工矿企业服役。当然，种类繁多的 特殊传感器之所以广泛应用于动态轨道衡，是经过 研制者们解决了不少技术难题之后得以解决的。这 种特殊传感器作为静态衡器使用则其优点会发挥得 淋漓尽至；而作为动态衡器使用则需要采用不同的对策和处理方法以及计量方式。例如采用轨道贴片 式的称重轨，无论是剪应力和弯曲应力式的，其弹性 体为现成的钢轨，其化学成分和物理性能和传感器 专用钢材差别甚大。显然不是理想的弹性体材料。 而其钢轨的结构形式也不是或不能满足高精度传感器的电测原理!加之钢轨本身不能满足长跨距"3.6 米%的弯曲应力强度，以及不断轨时钢轨之刚性一体 化的干扰。比起经精心设计的高精度传感器 尚有许多技术难题需要解决。为此，这种特种传感 器或者说特种动态衡器的研制者们，经十多年的努 力使之得以改善，得以提高，得以广泛应用。他们采 用了多种办法，如采用轴销式传感器，就避开了原有 钢轨的材料问题，即可以选择传感器专用材料来制 作轴销式传感器；而轨道垫板式传感器则解决了动 态轨道衡的称量有效长度问题，同时也解决了传感 器所用材料问题；而对于轨道贴片式传感器则常采 用两两组合或多次轴计量来解决有效称重段不足问 题。这些特殊的和秤体一体化的传感器性能受结构 影响，常常得不到一般传感器的力学模型和理想的 边界条件，而使力的干扰因素进入应变区和外部非 理想力学模型的受力条件。而简化后的秤台有效长 度的减少使得仪表采样时间减少。而诸多难题的解 决，需要的是高科技与高技巧，从结构设计、工艺制 作、多种传感器组合、混合、多种多次计量等方式去 扬长避短，因此其特种传感器不但在静态上，在动态 轨道衡上也得到广泛的应用。

2.动态汽车轮重仪，也是一种典型的传感器和 秤体一体化的衡器。它的静态与动态精度虽说不高， 但作为高速公路的限载测量装置还是足以胜任的， 而且重量轻，体积小，无需土建施工、便携，在很多场 合能派上很好的用场。当然称重板的动态和静态精 度的提高同样受各种条件的制约，这种兼顾了秤台 的传感器或者兼顾了传感器的秤台，使得传感器脱 离了理想的受力条件和边界条件。又不能保证动态 称重的足够长度或时间，因此也只能作为高速公路 上汽车轮重限载测试衡器或设备。

四、结语

动态车辆地磅的传感器选择是动态车辆地磅设计的一项重要工作。选择好的Zui适于动态车 辆地磅的传感器是保证地磅的计量性能的必要条 件，既可以长期频繁使用，甚至免于维护，又减少了 因更换传感器而带来的临时的繁琐的检定工作。动 态衡器的传感器的选择首先要有别于静态地磅的传 感器选择，无论从载荷上、灵敏度、输入与输出阻抗， 弹性体及附件的结构上都要认真考虑和重新思维。 决不能把传感器当作易损件而频繁更换，因为传感 器是衡器的心脏，尤其是动态地磅。因此，正确的而 又优化的选择好动态地磅的传感器，才能更好的保 证动态地磅特别是动态轨道衡和动态汽车衡等的高 速度和高效率的准确计量和运行。