专利名称：货运汽车载重量监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子测量装置，特别涉及一种监测货运汽车载重量的装置。
背景技术：
对货运汽车的载重量的测量是保证运输安全的重要手段。本人在专利号为ZL98200560.1的实用新型专利中公开了一种“卡车自测称重仪”，这种仪器可以实现随车监测货车所载货物的重量，这对于无地面固定称重系统且不知道货物重量的情况非常实用，可以全程监测和显示货物重量，并且可在超重时发出报警信号。但这种称重仪只能在线显示所载重量，没有记忆功能，不能记载所载重量行驶的里程等数据，也不能将超载信号直接传播到交通管理部门以进行有效的管理，防止因超载导致交通事故。另外，目前一般采用的重力传感器的输出的电压信号，由于原始输出的信号很微弱，受传输线路阻抗的影响较大，导致测量误差较大。
发明内容
本发明要解决的技术就是提供一种能够记录重量/里程数据并可在超载时向交管部门无线发射报警信号，测量精度较高的货运汽车载重量监测装置。
为解决以上技术问题，本发明采取以下技术方案包括传感器A、信号处理电路B及显示器D，传感器A的信号端与信号处理电路B的对应端连接，信号处理电路B的一个输出端与显示器D连接，所述的传感器A为至少两个电感式位置传感器；还包括里程传感器Q、IC卡接口E、打印机接口P及无线电发射电路F，它们分别与所述的信号处理电路的对应端连接。
所述的电感式位置传感器由变感线圈和振荡IC构成，所述的变感线圈包括基套、动套、基套盖、线圈、感应杆、弹簧、伸缩套和底盖，线圈同轴固定于基套内，其顶部有基套盖，动套下端套在基套上端外，在基套上方的动套内有弹簧，感应杆的顶端有螺纹旋入动套顶部的中心孔并向下穿过弹簧轴心、基套中心孔，其下端位于线圈轴心孔的上下端之间，在该下端面上有旋动槽，感应杆的上端与位于所述动套上面的顶帽连接，伸缩套上下端密封连接在动套周面上端与底盖的外周面上；所述的振荡IC固置于所述基套的内侧；在底盖中央有一轴向螺杆，其轴心有与线圈中心孔相通的调节孔。
所述的信号处理电路B包括CPU、整形滤波电路、多路开关、按键、EEPROM、上电复位电路、时钟电路及备用电池，在所述的每个位置传感器A的信号端各连接一个滤波电路的输入端，其输出端分别与多路开关的一个输入端连接，多路开关的输出端及选通端分别与CPU的对应端连接；按键、EEPROM、上电复位电路的输出端、时钟电路分别与CPU的对应端连接，在里程传感器与CPU的一个输入端之间连接一个整形滤波电路N，备用电池与时钟电路连接。
本发明的有益效果是利用电感式位移传感器将重量信号转换成一定频率的低频交流信号，而传输线路中对低频信号基本不会改变其频率，故提高了测量精度；采用的里程传感器、打印机接口和IC卡接口与CPU组合的系统可计算和记忆每一载重量所行驶路程及其它车况有关的其它信息；还可将超载信息无线传送到交管部门，实现有效监控，避免因超载造成的交通事故。
图1是本发明的总体构成图；图2是本发明信号处理电路的电路框图；图3是本发明电感式位置传感器的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见图1，本发明包括传感器A、信号处理电路B及显示器D，传感器A的信号端与信号处理电路B的对应端连接，信号处理电路B的一个输出端与三位半数字显示器D连接。所述的传感器A为至少两个电感式位置传感器并且成对配置，视承荷的弹簧钢板的付数决定传感器A的对数，一般单轴、单轮或双轮货运汽车为一对，而双轴双轮半挂车为两对。还设置有里程传感器Q、IC卡接口E、打印机接口P及无线电发射电路F，它们分别与所述的信号处理电路B的对应端连接。即每一位置传感器(A1、A2、…An)及里程传感器Q分别与信号处理电路B的一个输入端连接，IC卡接口E和打印机接口P分别与信号处理电路B的数据交换端连接。
参见图2，所述的信号处理电路B包括CPU、整形滤波电路1-n、多路开关K、按键AN、EERPOM、上电复位电路R、时钟电路T及备用电池S，在所述的每个位置传感器A的信号端各连接一个滤波电路L的输入端，其输出端分别与多路开关K的一个输入端连接，多路开关K的输出端及选通端分别与CPU的对应端连接；按键AN、EEPROM、上电复位电路R的输出端、时钟电路T分别与CPU的对应端连接，在里程传感器Q与CPU的一个输入端之间连接一个整形滤波电路N。备用电池S与时钟电路T连接。处理电路B的电源为DC5V，需通过DC/DC变换电源将车载电源(12V)进行变换。
参见图3，所述的电感式位置传感器A由变感线圈和振荡集成电路块IC构成，所述的变感线圈包括基套1、动套2、基套盖12、线圈3、感应杆4、弹簧5、伸缩套6和底盖7，线圈3同轴固定于基套1内，其顶部有基套盖12，动套2下端套在基套1上端外，在基套1上方的动套2内有螺旋弹簧5，感应杆4旋入动套2顶部的中心螺孔并穿过弹簧5的轴心、基套1的中心孔，感应杆4的下端位于线圈3的轴心孔的上下端之间，在该下端面上有旋动槽，用来调节感应杆4的轴向位置。感应杆4的上端与位于所述动套2上面的顶帽通过螺纹连接。伸缩套6上下端密封连接在动套2周面上端与底盖7的外周面上；所述的振荡IC固置于基套1的内侧；在底盖7的中央有一轴向螺杆9，其轴心有与线圈3的中心孔相通的调节孔91，用来伸入改锥调节感应杆4。伸缩套6的两端可采用紧箍条61固定。在基套1内可充入环氧树酯将线圈3固化，以增加防水性能和牢固性。在弹簧5的上下端对应处采用凸凹结构进行定位。
该位置传感器A通过测量平台C连接在汽车的弹簧钢板座10上，测量平台C的一端紧固在汽车弹簧钢板座10的U形螺栓上，测量平台C的另一端有竖向的孔用来连接位置传感器A下端的螺杆9，并使传感器A顶端的顶帽8的中央对准汽车弹簧钢板片11的中心线，并与其接触。位置传感器A也可安装在汽车大梁下面，其顶帽8顶部与汽车大梁底面接触。
当汽车载货后受其重力的作用使弹簧钢板片11(或大梁底面)向下移动，传感器A顶端的动套2及与其连接的感应杆4也随着向下移动，感应杆4伸入到线圈3的距离增加，改变了线圈3的电感量，使振荡IC的振动频率发生变化，这种变化与汽车载重量成线性关系，这种交变信号经整流滤波后由多路开关按序送入到CPU进行处理，CPU按照预定的程序向各输出口输出相应的信号，这些信号有显示载重量的数字信号，供打印的信号，若超载还向发射器F发出报警信号，并将需的数据记录在储存器内。
本发明的里程传感器Q为市购电脉冲或里程传感器，其接口改为原机械软轴传感器接头。它安装在货运汽车传动箱后部顶端侧面，传感器Q直接插入传动箱原来的机械式里程软轴传感器的位置，机械里程软轴传感器再插入电脉冲里程传感器Q上，货运汽车原里程表与速度指示仍照常工作。
电脉冲里程传感器Q的作用是作为货运汽车的行驶判断以及行驶里程记录通过整形滤波电路后受CPU指令工作，可以记录里程的始末时间，每里程段的载重量等数据。
本发明的EEPROM内储存以下数据超限设定、载重量采样、行驶里程、每次装卸的日期及时间、弹簧钢板弹性变量曲线、静态时曲线、动态时曲线(该曲线为传感器A中的感应杆4的位移距离/频率/重量的对应关系)，以及货车的属省(市)名称、编号、车号、额定吨位等。
每台货运车辆安装使用本发明时，按该车型，吨位、使用年限，通过IC插卡输入装置E信号处理电路B的EEPROM内，将静态称重曲线和动态测重曲线由CPU按接到的行驶指令和取样信号对车辆所载货物重量进行采样、采样后储存必须满足如下条件，①重量不再增加。②对路面颠簸，急刹使弹簧钢板震动造成的传感器位移信号输出的改变，不予取样，就是对假性加载判断为不取样。③采样数据不稳定情况下不予取样。④数据稳定后持续一定间隔则重新采样并储存。⑤加载0.5t后的稳定数据，重新采样。
对采样后储存的重量数据储存在CPU内等待CPU编程指令，重量显示是即时的，只要数据稳定，仪表重量显示值则以锁定，对储存的数据变更在每运次卸载前只储存最高重量数据，卸载后即为个运次。
经CPU处理后的重量数据可送到数量D显示或通过打印机接口送到打印机上打印出。
本发明中的选用硬件说明①CPU选用AT89C52扩展性好，价格低。
②E2PROM选用I2C接口的24C16功耗低，抗干扰能力强。
③上电复位与Watchdog选用MAX813L(IMP813L)。
④时钟选用X1203电路，后备电压CR2032。
⑤多路开关K选用八选一模拟开关周期采样。模拟开关输出信号接CPU的外部中断INTO口，计算方波信号频率。
⑥里程传感器Q输电脉冲信号整形滤波后送入CPU的计数口T1计算行驶速度和里程。
⑦RS-232C串行通讯接口对E2PROM内的数据进行访问、修改、连接串口打印机。
⑧无线发射为短波信号发射，接收后还原成音频信号。
⑨IC卡接口以扩展功能。
软件编辑①里程信号采集作为车辆行驶和静止的判断依据。
②载重传感重量信号采集，多路循环采集，周期为2秒。
③载重量处理a、行驶判断静、动态曲线自动切换。
b行驶后180秒采样储存。
c行驶状态，动态采集数据稳定，显示重量锁定。
d重量变化0.5t重新采样确认。
e颠簸、刹车等形成假性增加重量，如该数据持续不变则采集、储存，不致误判。
f空载判断。
g仪表重量显示复零，留存钢板惰性。
④超载判断。装载重量大于超限设定、电器触点闭合，无线发射器F发射超载信号。
⑤储存功能。动态载重取样储存即为货物重量储存，静态为装载时间储存，停车卸载为卸载时间。
权利要求
1.一种货运汽车载重量监测装置，包括传感器A、信号处理电路B及显示器D，传感器A的信号端与信号处理电路B的对应端连接，信号处理电路B的一个输出端与显示器D连接，其特征在于所述的传感器A为至少两个电感式位置传感器；还包括里程传感器Q、IC卡接口E、打印机接口P及无线电发射电路F，它们分别与所述的信号处理电路的对应端连接。
2.根据权利要求1所述的货运汽车载重量监测装置，其特征在于所述的电感式位置传感器由变感线圈和振荡IC构成，所述的变感线圈包括基套、动套、基套盖、线圈、感应杆、弹簧、伸缩套和底盖，线圈同轴固定于基套内，其顶部有基套盖，动套下端套在基套上端外，在基套上方的动套内有弹簧，感应杆的顶端有螺纹旋入动套顶部的中心孔并向下穿过弹簧轴心、基套中心孔，其下端位于线圈轴心孔的上下端之间，在该下端面上有旋动槽，感应杆的上端与位于所述动套上面的顶帽连接，伸缩套上下端密封连接在动套周面上端与底盖的外周面上；所述的振荡IC固置于所述基套的内侧；在底盖中央有一轴向螺杆，其轴心有与线圈中心孔相通的调节孔。
3.根据权利要求1或2所述的货运汽车载重量监测装置，其特征在于所述的信号处理电路B包括CPU、整形滤波电路、多路开关、按键、EEPROM、上电复位电路、时钟电路及备用电池，在所述的每个位置传感器A的信号端各连接一个滤波电路的输入端，其输出端分别与多路开关的一个输入端连接，多路开关的输出端及选通端分别与CPU的对应端连接；按键、EEPROM、上电复位电路的输出端、时钟电路分别与CPU的对应端连接，在里程传感器与CPU的一个输入端之间连接一个整形滤波电路N，备用电池与时钟电路连接。
全文摘要
一种货运汽车载重量监测装置，包括传感器A、信号处理电路B及显示器D，传感器A的信号端与信号处理电路B的对应端连接，信号处理电路B的一个输出端与显示器D连接，所述的传感器A为至少两个电感式位置传感器；还包括里程传感器Q、IC卡接口E、打印机接口P及无线电发射电路F，它们分别与所述的信号处理电路的对应端连接。本发明的有益效果是利用电感式位移传感器将重量信号转换成一定频率的低频交流信号，而传输线路中对低频信号基本不会改变其频率，故提高了测量精度；采用的里程传感器、打印机接口和IC卡接口与CPU组合的系统可计算和记忆每一载重量所行驶路程及其它车况有关的其它信息；还可将超载信息无线传送到交管部门，实现有效监控，避免因超载造成的交通事故。
文档编号G01D21/02GK1512143SQ0215905
公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月27日 优先权日2002年12月27日
发明者方乾达, 尹云侠 申请人:方乾达, 尹云侠