壓電石英稱重傳感器在動(dòng)態(tài)公路車輛稱重中的應(yīng)用

壓電石英稱重傳感器在動(dòng)態(tài)公路車輛稱重中的應(yīng)用 

石英晶體敏感元件及壓電石英稱重傳感器在動(dòng)態(tài)公路車輛稱重中的應(yīng)用主要有兩種方式。一種是利用多個(gè)墊圈式壓電石英稱重傳感器組裝成薄形電子輪重、軸重秤或條形稱重板。一種是利用多個(gè)石英晶體片和電極板直接安裝在特制的梁式承載器內(nèi)，形成的壓電石英稱重傳感器，將其埋在公路表面截面為 50×50mm的長(zhǎng)槽內(nèi)，形成動(dòng)態(tài)公路車輛軸重秤。瑞士 Kistler（奇石樂(lè)）公司研制的石英晶體動(dòng)態(tài)稱重傳感器就是這種應(yīng)用的典型代表。它的總體結(jié)構(gòu)如同 1m 長(zhǎng)的工字梁，所不同的是工字梁的腹板為圓形空心截面，實(shí)際上其空心是由平行于工字梁上下翼緣的兩個(gè)平面形成的矩形通孔。

多個(gè)石英晶體片在梁式稱重傳感器內(nèi)的安裝及所施加的預(yù)緊力的大小，對(duì)稱重傳感器的性能影響較大，應(yīng)有嚴(yán)格的裝配要求和裝配工藝。裝配時(shí)首先沿梁式稱重傳感器的水平對(duì)稱軸，對(duì)圓形腹板施加水平力 P，使腹板變形，矩形通孔高度增大。在梁長(zhǎng) 1m 的范圍內(nèi)，先插入電極板，再每隔50mm 插入一個(gè)石英晶體片。然后卸掉水平力 P，此時(shí)石英晶體片已被施加上預(yù)緊力，并得到了很好的保護(hù)和密封。利用稱重傳感器內(nèi)部的溝槽從中間引出低噪聲的同軸電纜，接入與其配套的動(dòng)態(tài)稱重儀表就可實(shí)現(xiàn)公路車輛動(dòng)態(tài)稱重。 

壓電石英梁式稱重傳感器在應(yīng)用時(shí)必須埋在路面下，梁的上表面為載荷測(cè)量面，下表面安放在公路基礎(chǔ)上為支撐面。由于在高速公路上行駛的車輛，在路面上產(chǎn)生的水平力可能與垂直力的大小相當(dāng)。為保證動(dòng)態(tài)稱量的準(zhǔn)確度，應(yīng)對(duì)梁式稱重傳感器與路面采取隔離措施，盡量消除或減少水平力的影響，以獲得高質(zhì)量的信號(hào)脈沖形狀和可重復(fù)的測(cè)量結(jié)果。例如：在梁式稱重傳感器埋入地面時(shí)，采用窄條柔軟泡沫圍繞上部整個(gè)周邊，將稱重傳感器與水平力隔離，采用 75%石英沙和 25%環(huán) 氧樹(shù)脂混合物固定稱重傳感器本體等。由于壓電石英梁式稱重傳感器測(cè)量表面的寬度比車輛輪胎的印跡窄，重量信號(hào)必須沿車輪接觸長(zhǎng)度積分。因此，稱重傳感器的性能主要取決于積分時(shí)段內(nèi)信號(hào)質(zhì)量的穩(wěn)定性和稱重傳感器與路面相互作用的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。為提高動(dòng)態(tài)稱重的準(zhǔn)確度，一般都采用排列多個(gè)稱重傳感器求動(dòng)態(tài)稱量平均值的方法。 

壓電石英稱重傳感器在動(dòng)態(tài)公路車輛稱重中的應(yīng)用