專利名稱：車輛載重量顯示報警儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
迄今為止，各種載重車輛上，還沒有在其駕駛室里直接安裝一種可供駕駛?cè)藛T使用、能夠及時、迅速地顯示出貨物在車輛上的實際裝載重量的測量顯示儀器。為了確知貨物在車輛上的實際裝載重量，以往的辦法是貨物在裝車之前先在磅秤上過磅，記下裝載量，然后再把貨物裝到車輛上去，或者是把貨物裝到車上去，然后將車子開到大型計量設(shè)備上去，例如，開到“地中衡”上去秤出總量，卸去貨物后再秤出車輛自重，由總重減去車輛自重而得出貨物實際重量。這種傳統(tǒng)的辦法既費工時，又要配備大型計量設(shè)備。在交通運輸事業(yè)日益發(fā)展的今天，為了確保行車安全，必須要求車輛不得超載行駛。因此需要對車輛的裝載情況隨時監(jiān)督檢查，如用傳統(tǒng)的辦法顯然不現(xiàn)實。
本實用新型的任務(wù)是提供一種利用電阻應(yīng)變片來測量車輛裝載貨物后其承重鋼板產(chǎn)生的彎曲變形相應(yīng)引起的應(yīng)務(wù)變化來實時顯示出車輛上貨物的實際重量并且能夠?qū)崿F(xiàn)超載報警的儀器。
本儀器的基本工作原理是利用“電阻應(yīng)變原理及技術(shù)”，由電阻應(yīng)變片組成的直流電橋載重量轉(zhuǎn)換成電信號，而后將信號進(jìn)行處理、放大，再用顯示儀表顯示出實際載重量。具體由直流穩(wěn)壓電源，檢查信號的直流電橋，放大器，顯示報警裝置五部分組成。檢測信號的兩片半橋型電阻應(yīng)變片分別粘貼在車輛的后部左、右主承重鋼板B上。當(dāng)貨物裝到車上時，貨物的重量P使車輛的主承重鋼板產(chǎn)生彎曲變形，粘貼在主承重鋼板上的兩片半橋型電阻應(yīng)變片產(chǎn)生了相應(yīng)的應(yīng)變。而由應(yīng)變片組成的直流電橋產(chǎn)生了相應(yīng)的與貨物重量成正比的輸出電信號U0。此U0經(jīng)放大電路放大后，由顯示儀表(數(shù)字式或指針式儀表)顯示出相應(yīng)的重量來。如果裝載重量超過規(guī)定值，則由報警電路發(fā)出報警信號(可以是聲、光信號)，提請駕駛?cè)藛T注意。
因為測量時環(huán)境的溫度總會發(fā)生變化，這種變化必然產(chǎn)生電阻應(yīng)變片敏感柵的電阻濕度效應(yīng)(金屬絲的電阻隨溫度的變化而變化)以及其與金屬構(gòu)件(鋼板)的線膨脹系數(shù)的不同，均會使其阻值發(fā)生變化，從而引起測量誤差。為此，必須設(shè)法采取措施消除此一影響。在本實用新型中即利用半橋型電阻應(yīng)變片的橫向應(yīng)變片RC來實現(xiàn)溫度補償，提高了測量精度，因為半橋型電阻在變片在制造時不可能做得完全相等，而且粘貼以后其阻值也要發(fā)生變化。因此在車輛處于完全空載時，電橋仍有可能輸出不為零。為了使車輛在空載時相應(yīng)獲得零指示，故在電橋上設(shè)置一個零電位器W2和電阻R9，調(diào)節(jié)W2就可以使車輛在空載時顯示為零。
當(dāng)裝載貨物時，隨著車輛主承重鋼板產(chǎn)生彎曲變形，電橋的輸出端A、C相應(yīng)有輸出信號U0U0＝ 1/4 EK(ε1＋ε2)式中E┄電橋供電電壓(V)
K┄電阻應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)ε1，ε2┄分別為半橋電阻應(yīng)變片中的縱向應(yīng)變片的應(yīng)度因此U0與(ε1＋ε2)成正比，但由于U0的數(shù)值很小，須經(jīng)放大以后才能顯示，故在線路中采用了一種“超低漂移斬波穩(wěn)零單片集成運算放大器”IC4作為直流信號放大用。
本實用新型為車輛駕駛?cè)藛T和車輛監(jiān)管人員提供一種可靠精確，并能迅速反映和顯示車輛實際裝載重量的儀器。該儀器直接安裝在車輛的駕駛室里，車輛于裝載貨物后立即可知貨物的實際重量，并可告知是否超載？超載多少？如果嚴(yán)重超過規(guī)定的載重量，它能發(fā)出聲、光信號，及時提醒車輛駕駛?cè)藛T引起注意，并采取必要措施，從而可以防止車輛超載行駛，使車輛保持在正常的技術(shù)狀態(tài)。因為車輛在設(shè)計時考慮了只有在額定負(fù)載下行駛，其起動、加速、轉(zhuǎn)向、爬坡、制動等技術(shù)性能才能得到保證。而在超載情況下，特別是在嚴(yán)重超載情況下行駛，其有關(guān)各項技術(shù)性能是難以得到保證的。例如，車輛起步困難、加速遲緩，轉(zhuǎn)向不靈活，爬坡很吃力，尤其在緊急制動時，很可能出現(xiàn)制動失靈，造成車輛失控，往往是發(fā)生行車事故的重要原因。所以保證車輛在額負(fù)載下行駛，可以提高車輛的行車安全，同時還可以提高車輛、道路、橋梁的使用壽命，提高道路、橋梁的通行能力，提高工作效率。因此，在各種載重車輛上裝置“車輛載重量顯示報警儀”具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。


圖1是車輛載重量顯示報警儀工作框圖。分直流穩(wěn)壓電源DW、檢測信號的直流電橋R、放大器W3、顯示裝置W4、報警裝置W5組成。
圖2是半橋型電阻應(yīng)變片結(jié)構(gòu)示意圖。它由橫向應(yīng)變片RC，縱向應(yīng)變片RX，基片M，接線端子L構(gòu)成，其中RC是用來實現(xiàn)溫度補償?shù)摹?br> 圖3為二片半橋型電阻應(yīng)變片構(gòu)成的直流電橋線路圖。電橋電源E由汽車蓄電池經(jīng)過穩(wěn)壓后得到。二片縱、橫向應(yīng)變片RX，RC呈交叉連接。
圖4是半橋型電阻應(yīng)變片在汽車主承鋼板上的粘貼示意圖，A部放大圖。
圖5為車輛載重量顯示報警儀電氣原理圖。其工作程序是這樣的車用蓄電池經(jīng)開關(guān)K接入本儀器，為防止蓄電池使用過程中有電壓波動，采用三端穩(wěn)壓器件IC1、集成運算放大器IC2、晶體管T1、穩(wěn)壓管DW，電容C1～C6，電阻R1～R4組成二級穩(wěn)壓，以抑制外來干擾信號，再因為儀器在信號放大和過載報警二方面均需要提供電源，故電路中采用了集成運算放大器IC3，晶體管T2、T3，電位器W1，電容C7～C9，電阻R5～R8，將單一電源轉(zhuǎn)換成對稱的正、負(fù)雙電源。直流電橋由兩組橫向應(yīng)變片RC1，RC2，RX1，RX2連接而成。信號放大倍數(shù)可由電位器W3來調(diào)節(jié)。放大后的信號由IC4的10腳輸出。在IC4的輸出端(10腳)，可以采用數(shù)字式或指針式儀表來顯示。調(diào)節(jié)電位器W不僅可以使裝載量與顯示值相一致，而且可以利用W來擴大量程，從而可以適用于不同噸位的車輛使用。報警電路由IC5、R14、D構(gòu)成的電壓比較器、T4、T5、R5～R20、C2構(gòu)成的斯密特電路和發(fā)光二極管LEDL、LEDH、蜂鳴器FM所組成。調(diào)節(jié)電位器W5可以調(diào)節(jié)電壓比較器的翻轉(zhuǎn)電壓，也即調(diào)節(jié)車輛的允許裝置量，實際上就是調(diào)節(jié)報警的動作值。當(dāng)負(fù)載在額定值以下時，IC4的10腳輸出經(jīng)W5分壓后，IC5的Z端電壓小于3端電壓，IC5的輸出為正，即六端的輸出為正，通過R10，使T4導(dǎo)通，綠色發(fā)光二極管LEDL亮，T5截止，表示車輛未過載；當(dāng)超載時，IC4的輸出經(jīng)W5分壓后使IC5的2端電壓大于3端電壓，IC5的6端輸出為負(fù)，T4截止，綠色發(fā)光二極管LEDL滅，T5導(dǎo)通，紅色發(fā)光二極管LEDH亮，同時，峰鳴器FM發(fā)出聲響，提請駕駛?cè)藛T注意。因此，通過調(diào)節(jié)W5可以獲得所需要的報警值。
本儀器的電橋、顯示和報警部分改裝可用做車輛載重量平衡指示報警儀。
權(quán)利要求1.車輛載重量顯示報警儀由汽車用電池DC直流穩(wěn)壓電源DW、檢測信號直流電橋R、信號放大器W3、顯示裝置W4與報警裝置W5五部分組成，本實用新型的特征在于1)直流穩(wěn)壓電源DW由二極穩(wěn)壓，并正負(fù)對稱雙電源構(gòu)成；2)檢測信號的直流電橋R由二片半橋型電阻應(yīng)變片Rx1、Rc6、Rx2，Rc2呈交叉連結(jié)組成，并分別粘貼在車輛左右主承重鋼板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛載重量顯示報警儀，其特征在于，直流電橋R的二片半橋型電阻應(yīng)變片分別由基片M接線端子L，縱向應(yīng)變片RX，溫度補償橫向應(yīng)變片RC構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛載重量顯示報警儀其特征在于直流電橋R電橋上設(shè)置一個空載調(diào)零電位器W2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛載重量顯示報警儀其特征在于放大器W采用了“超低漂移斬波穩(wěn)零單片集成運算放大器”IC4電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛載重量顯示報警儀其特征在于，報警裝置W5由電壓比較器斯密特電路，發(fā)光二極管LEDL，LEDH，峰鳴器FM，電位器W5組成。
專利摘要車輛載重量顯示報警儀是一種以電阻應(yīng)變片和集成電子元器件等所組成的車輛載重監(jiān)測用儀器。它運用了“電阻應(yīng)變原理和技術(shù)”，將載重量轉(zhuǎn)換成電信號后，此信號經(jīng)放大處理用顯示儀表顯示出實際載重量，當(dāng)超過規(guī)定值時，可發(fā)出聲光信號，為車輛駕駛?cè)藛T和監(jiān)管人員提供一種科學(xué)的車輛裝載量監(jiān)測手段，可防止車輛超載行駛，保證車輛處于正常的技術(shù)狀態(tài)，提高車輛的行車安全。
文檔編號B60P5/00GK2085748SQ9020948
公開日1991年10月2日 申請日期1990年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月27日
發(fā)明者魏國俊 申請人:上海東方機電科技公司