一种应用于高速公路上的动态称重模型的制作方法

本实用新型涉及机械电子控制中的称重模型，特别是一种应用于高速公路上的动态称重模型。

背景技术：

随着我国高速交通事业的快速发展，运输量增加迅猛，但由于受经济利益的驱动，载货车辆中除空车外，大部分的货车都有超载现象，这使高速公路的维修期变短，养护费用逐年增高，寿命缩短。政府及公路管理有关部门对超限现象采取了一系列措施。为了能够实时的对一些车辆进行检测，使得动态称重系统在高速公路管理中的应用价值越来越大。为了节约现有成本构建一种应用于高速公路上的动态称重模型对现实设计提供了一定的运行依据。本实用新型的技术方案正是结合了轻便、简洁、高效的设计理念。这样可以方便人们更快捷的使用这种装置。通过模型的设计，简化了设计理念，将原理设计现实化，并将这种模型通过实验来反映现实中的不确定因素。从而为现实设计节约时间与成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种应用于高速公路上的动态称重模型，本实用新型结构简单，操作灵活，可以根据现场灵活实用，便于使用者了解和分析其状态。

本实用新型的技术方案是：一种应用于高速公路上的动态称重模型，它包括重量检测装置、信号转换装置、外部显示和外部控制装置，其中重量检测装置由承重板、重量传感器和承重杆组成；信号转换装置由A/D装换装置组成；外部控制装置由单片机和外围接口组成，外部显示装置由液晶显示屏、键盘、停止按钮、警示灯和启动按钮组成；其特征在于：在承重板下方安装重量传感器，重量传感器与承重板4连接，A/D装换装置设在称重模型的壳体上，重量传感器通过导线与A/D装换装置连接，A/D装换装置通过导线与外围接口连接；当承重板受力后，重量传感器会在承重杆的变形状态下，使重量传感器发生一定规律的电信号变化，并将采集的电信号传递给A/D装换装置，并将电信号转换成数字信号，转换后的数字信号通过外围接口连通外部显示和外部控制装置，通过对应的单片机运算处理并在显示屏上显示车辆重量变化信号。

其中重量传感器由直流电桥组成，其内部的电阻为敏感电阻。

其中A/D转换装置是HX711。

本实用新型的技术方案结合了轻便、简洁、高效的设计理念，通过模型的设计，来直观的显示高速公路的车辆重量情况，方便人们更快捷的使用。本实用新型结构简单，操作灵活，可以根据现场灵活实用，便于使用者了解和分析其状态。

附图说明

图1是本实用新型重量检测装置和信号转换装置的结构示意图。

图2是图1的主视图。

图3是图1的侧视图。

图4是图1的俯视图。

图5是本实用新型外部显示和外部控制装置结构示意图。

图6是A/D装换装置内部的控制程序流程图。

图7是单片机内部的程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的内容。

如图1、图2、图3和图4所示，一种应用于高速公路上的动态称重模型，它包括重量检测装置、信号转换装置、外部显示和外部控制装置，其中重量检测装置由承重板1、重量传感器2和承重杆4组成；信号转换装置由AD装换装置3组成；外部控制装置由单片机(单片机在图中未显示)和外围接口5组成，外部显示液晶显示屏6、键盘7、停止按钮8、警示灯9(蜂鸣器)和启动按钮10组成，如图5所示。

本实用新型的工作原理如下：

如图6和图7所示，当承重板受力后，重量传感器2会在承重杆4的变形状态下，使重量传感器2发生一定规律的电信号变化，重量传感器2将电信号传递给A/D转换装置3。

经过A/D转换装置3将电信号转换成TTL电平信号传递给单片机。HX711作为A/D转换装置。设定A/D装换装置内部程序，将其采集的电信号转换成数字信号。

转换后的数字信号通过外围接口5连通外部显示和外部控制装置，通过对应的单片机串口进行软件编写使其显示屏6显示重量检测装置检测到的车辆重量变化信号。

其中重量传感器2为信号采集的核心，该传感器性能优良，精度高，温度对其影响较小，因此采用了这种传感器。该传感器是由直流电桥组成，其内部的电阻为敏感电阻，电阻的阻值变化与其金属的特性、横截面积以及长度有关，重量传感器2受力后敏感电阻横截面积发生变化，其电阻值也会发生变化，导致其电路中的电压也会发生变化。

单片机为STC89C52系列，是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度比传统8051快8-12倍，内部集成MAX810专用复位电路。将单片机与外部设备引脚进行合理连接，利用C语言进行程序的编写。

由于控制装置的中心部分为单片机，单片机只能识别数字信号。因此，我们需要将电信号转换成数字信号，在选择A/D装换装置3中，由于该装置在运用时不需要再添加放大电路，性能稳定，精度高，集成度高，响应速度快，抗干扰能力强，节约成本等优点。因此，选择了HX711作为A/D转换装置。设定A/D装换装置内部程序，将其采集的电信号转换成数字信号。

采用了晶讯联公司的64*32的汉字屏JLX12864G-080-PL作为显示屏6显示信息，可以直观的将要测定的信息直接反馈给设计者，有效地节约了设计者的时间，将该设计的设计理念更好的展现给大家。

重量传感器2通过导线与A/D装换装置3连接，将采集的电信号传递。A/D装换装置3通过三根导线与外围接口5连接，连通外部显示和外部控制装置，通过软件程序再进行端口的配置，进而使各部件连接通畅。各部件连通后接通电源，按下启动按钮10启动称重模型，整个设备开始工作，一旦出现问题警示灯9便会亮起，同时快速按下停止按钮8，使其设备停止工作，从而达到高效准确的称重效果。

通过键盘7间接控制车辆的重量，停止按钮8、警示灯9以及启动按钮10来更好的使该模型运行，从而精确的检测和反应车辆模型的重量。同时外部控制装置内部安装有蜂鸣器，通过单片机内部程序控制信号来反馈给蜂鸣器，进而使蜂鸣器工作，反映模型的工作状态。