专利名称:称量汽车载重量的方法及仪表的制作方法
本发明公开了一种称量汽车载重量的方法及仪表，属汽车仪表及计量领域。
现在所有的汽车仪表中，就没有一种用来称量并显示汽车载重量的仪表。而各种汽车衡器都是装在某一个固定的地方。汽车要称重时必须把车开到衡器上来回两次才能把载重量称出来。这种计量方式，由于和汽车本身脱离，常需汽车多跑道，使车辆的能耗增高。驾驶员、计量员、供需双方都感到不便。特别是给国家对汽车运输量的计量管理带来极大的不便，由于计量不准确，给国家造成极大的浪费。
现许多科研机构在研制的称量汽车载重量的仪表，其测量的方法有二种一种是测量汽车的载重量发生变化时引起汽车前后悬挂钢板弹簧的位移量来间接地测出汽车的载重量。这一种测量方法将由于一辆车上的新旧钢板弹簧的钢性不同而产生很大的误差，地面的高低不平、货物装车的重心不一至也会给这种测量方法带来较大的误差。另一种是给车辆另加一套应变系统或液压系统来感知汽车的载重量。这种方法的主要缺点在于称重系统结构复杂，制作、安装调整、维修困难，同样由于货物装车重心不一至，路面不平等都会带来测量误差。这两种方法都因传感器直接承受汽车承压系统的变形，汽车运行的各种冲击力等，将导至传感器的过早损坏。为了调整以上各方面带来的误差，所需的二次仪表的结构复杂，调整繁琐，大大地增加了测重仪的生产成本。由于以上原因，使得测重仪只能徘徊在实验室内，失去了它的社会使用价值。请参阅专利GB2112748，及中国专利申请号85200180号。
本发明的目的就是要为各种载重汽车提供一种简便易行的测量汽车载重量的方法及其仪表。采用本方法测量汽车载重量所需的测量系统简单易行，计量准确可靠，经久耐用而成本低廉，让可直接装在驾驶室内的测重仪表得以真正的社会化实现。
本发明的目的是以如下方式来实现的。众所周知，轮胎内充入的压缩空气，总是力图使其占有的空间最大。所以充入压缩空气以后的内胎空间，是该条件下内胎的最大空间。当轮胎承受了汽车的载重量以后轮胎发生了变形，内胎的空间只能往变小的方向变化，以增加气压值来抵卸外来的载荷力。即由于承载后，轮胎发生变形，使内胎的空间较原来减小了△V，根据气体等温压缩的理论，P1V1＝(P1+△P)(V1-△V)可知内胎的压缩气体的压力又增加了△P＝P1(△V)/(V1-△V) 由于△V很小，■上式近似为△P＝P1(△V)/(V1) 。即△P和△V的变化量基本上是正比关系。也即和汽车的载重量成正比关系。我们就是要通过测量这个随载重量而变化的△P，以便间接地测出汽车的载重量。这就是我们达到目的方法。
中国专利申请号“85107735”，发明名称为“轮胎气压保持器”(以下简称“保持器”)的实施，为本发明的实施提供了良好的实施基础。(“保持器”的主要作用是可使轮胎内的气体压力值始终自动保持在规定值内。关于“保持器”的详细内容请参考其原文)，本方法是这样实现的，在装有“保持器”的汽车上，由于“保持器”装置已把轮胎气压引出，所以可以把后面四个轮胎的内胎空间通过“保持器”相互串通在一起，前面两轮也同样相互串通，这样在任何情况下四个后轮的气压值都是一样，两个前轮内的气压值也都一样。由气体传递压力各向同性的性质可知，对于因载重量的变化而引起的各相互串通轮胎内的胎压变化量也都一样，不会受到道路不平，货物装车重心不一样的影响，把四点测量变成了二点测量。为测重提供了准确、可靠、简易的前提。然后从“保持器”的输气管1′上分别引出前后轮的气压，接到压力传感器上。当汽车的载重量发生变化时，随载重量发生变化的胎压△P将传入压力传感器，使传感器有变化的电信号输出。信号通过放大，加和运算，非线性校正，模数转换、译码、显示等电路以后把汽车的载重量用数字或指针显示出来。
由于本发明是通过测量胎压随载重量的变化量来间接测得汽车的载重量，避免了荷重系统的不一至性给测量结果带来的误差。且由于本发明利用气体传递压力的各向同性的性质，将四点测量变成了二点测量，使得在一般的路面上进行测重都能得到较高的精确度。由于测重只需在静态时进行，所以传感器只在测重时承受气体缓慢的变化量，没有冲击。汽车运行时传感器也并不承受来自荷重系统的颠簸冲击。这样使得传感器经久耐用，保持长期的稳定性精确度和使用寿命。为测重仪的社会化解决了一大难题。由于以上的优点，使得本发明系统简单明了，可靠易行，成本低廉而又较现行的测重方法能得到高得多的测量精度。使测重仪的社会化成为可能。
下面将对照附图，对本发明的一实施例作详细的说明。
图中A、A′是Bp2型微压差传感器，分别用来感知前后轮内的气压随载重量变化的值，并将其转变成正比的电信号，分别通过信号输出线3、3′，4、4′输出。5、5′，6、6′分别是传感器A、A′的主、付气咀。变化的胎压就是从主，付气咀进入传感器内。
1、1′，2、2′是控制主、付气咀气路的开关。这开关可以是一般的阀件或电磁阀。用电磁阀可以实现称量过程的全自动。
D是5G7650斩波稳零运算放大器。它的输入端接受来自传感器A、A′上信号输出线3、3′，4、4′输出的正比于载重量的电信号并将其放大和实现两信号的加和运算。
G是5GM14433-1A三位半模数转换数字电压表模块。它内部包括5G14433模数转换器，5G4511译码器，LED数字显示器等电路。它的输入端接受来自5G7650的信号，在输出端出现的是正比于输入信号的数字量。
K是量程转换开关。由于5GM14433-1A最大只能显示1999，所以对载重量为4000kg的汽车来说，就必须分成×1档和×10档才能满足要求。如果选用四位半的数字电压表模块，对于20吨以下的车就不存在以上问题。K的设置与否可按最大称量和模块的最大显示值来确定。
图中其余器件可根据信号的大小，集成电路的型号等来选取。这属一般浅显的常识，这里就不一一介绍了。
在装有“保持器”的汽车上，通过“保持器”把四个后轮，两个前轮的内胎分别相互串通以后，在两前轮串通的管路上和四个后轮串通的管路上分别引出前后轮的测压管b、b′，以便和传感器A、A′连接。按图安装好传感器A、A′前的气控管路部份及其后的电气线路。然后把整个测重系统通过管B、B′分别和从前后轮引出的测压管b、b′接通，这样即完本发明。
在汽车空载时，依次打开开关2、2′，1、1′，让前后轮内的气压分别进入传感器A、A′内。然后把开关2、2′关闭，切断主付气咀5、5′，6、6′之间的通路。这样在主气咀5、5′内部分别存入了汽车载重量为零时的前后轮汽压值。当汽车的载重量增加时，随重量的增加而变化的前后轮的胎压将传入付气咀6、6′内。这样由于主付气咀内的气压不平衡而在其电信号的输出线3、3′，4、4′上分别输出相应于前后轮承载重量的电信号。这样两个电信号同时输入进D的输入端a，并在a点实现两信号的加和运算，从D的输出端输出的是这两个被放大了数倍的信号之和。这个信号又输入G的9、10输入脚上，经过G将其变换成相应的数字量显示出来。这数字量也正好对应了汽车的载重量。这样即完成了称量汽车载重量的全过程。
在称量过程结束后，把开关1、1′关上。切断轮胎和测量系统的气路联系。这样可保证汽车运行中所造成的冲击力不作用到传感器上。保证传感器的长期稳定的精度和寿命。
如汽车允许前后轮的胎压一样的活，可以把前后六个轮的气路全部串通。这以后本发明的测重系统可省掉图中的虚线左面的部份。即可用一个传感器来感知六个轮胎的气压变化值。使称重系统变得更加简单可靠，测量精度也可望提得更高。同时成本可降低25～30%。
权利要求
1.一种称量汽车载重量的方法，其特征在于通过测量汽车轮胎内气体压力随汽车载重量的变化而变化的气压值来间接测出汽车载重量。
2.一种装在汽车上用来测量汽车载重量的仪表，该仪表由压力传感器A、A′，集成运算放大器D，数字电压表模块G，阀件1、1′，2、2′等组成。其特征在于压力传感器A、A′上的主付气咀5、5′，6、6′通过管件和汽车前后轮的内胎连通，汽车前后轮的压力由此进入传感器A、A′内。
3.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于汽车至少有两个前轮和四个后轮的内胎空间分别是相互串通的，并分别引出测压管b、b′。
4.根据权利要求
2所述的装置，其特征在于压力传感器A、A′感受的是轮胎气压随汽车载重量的变化而变化的气压值。
5.根据权利要求
2所述的装置，其特征在于传感器A、A′上的主付气咀5、5′，6、6′之间接有开关2、2′及1、1′用来切断和接通立付气咀5、5′，6、6′之间的通路及传感器A、A′与汽车轮胎内胎之间的气路。
6.根据权利要求
2所述的装置，其特征在于，避免传感器A、A′承受汽车运行时的冲击是通过关闭阀件2、2′来实现的。
专利摘要
本发明公开了一种测量汽车载重量的方法及其仪表。主要是通过测量汽车轮胎内气体压力随汽车载重量的大小而发生变化的气压值来间接地测得汽车载重量的大小。本发明巧妙地利用了汽体传压各向同性的性质，使得测重系统较现行的各种测量系统都明显地简单易行，有很高的稳定性和测量精度。且能在一般的路面上进行测重。由于传感器避免了汽车承重系统的直接冲击，所以传感器经久耐用。本仪表成本低廉，适用于装在一切轮胎车辆上作其自身载重的称重。
文档编号G01G19/08GK86107195SQ86107195
公开日1988年4月20日 申请日期1986年10月10日
发明者周顺祥 申请人:周顺祥导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan