專利名稱:稱量汽車載重量的方法及儀表的制作方法
本發(fā)明公開(kāi)了一種稱量汽車載重量的方法及儀表，屬汽車儀表及計(jì)量領(lǐng)域。
現(xiàn)在所有的汽車儀表中，就沒(méi)有一種用來(lái)稱量并顯示汽車載重量的儀表。而各種汽車衡器都是裝在某一個(gè)固定的地方。汽車要稱重時(shí)必須把車開(kāi)到衡器上來(lái)回兩次才能把載重量稱出來(lái)。這種計(jì)量方式，由于和汽車本身脫離，常需汽車多跑道，使車輛的能耗增高。駕駛員、計(jì)量員、供需雙方都感到不便。特別是給國(guó)家對(duì)汽車運(yùn)輸量的計(jì)量管理帶來(lái)極大的不便，由于計(jì)量不準(zhǔn)確，給國(guó)家造成極大的浪費(fèi)。
現(xiàn)許多科研機(jī)構(gòu)在研制的稱量汽車載重量的儀表，其測(cè)量的方法有二種一種是測(cè)量汽車的載重量發(fā)生變化時(shí)引起汽車前后懸掛鋼板彈簧的位移量來(lái)間接地測(cè)出汽車的載重量。這一種測(cè)量方法將由于一輛車上的新舊鋼板彈簧的鋼性不同而產(chǎn)生很大的誤差，地面的高低不平、貨物裝車的重心不一至也會(huì)給這種測(cè)量方法帶來(lái)較大的誤差。另一種是給車輛另加一套應(yīng)變系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)來(lái)感知汽車的載重量。這種方法的主要缺點(diǎn)在于稱重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作、安裝調(diào)整、維修困難，同樣由于貨物裝車重心不一至，路面不平等都會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。這兩種方法都因傳感器直接承受汽車承壓系統(tǒng)的變形，汽車運(yùn)行的各種沖擊力等，將導(dǎo)至傳感器的過(guò)早損壞。為了調(diào)整以上各方面帶來(lái)的誤差，所需的二次儀表的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整繁瑣，大大地增加了測(cè)重儀的生產(chǎn)成本。由于以上原因，使得測(cè)重儀只能徘徊在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，失去了它的社會(huì)使用價(jià)值。請(qǐng)參閱專利GB2112748，及中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?5200180號(hào)。
本發(fā)明的目的就是要為各種載重汽車提供一種簡(jiǎn)便易行的測(cè)量汽車載重量的方法及其儀表。采用本方法測(cè)量汽車載重量所需的測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行，計(jì)量準(zhǔn)確可靠，經(jīng)久耐用而成本低廉，讓可直接裝在駕駛室內(nèi)的測(cè)重儀表得以真正的社會(huì)化實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的是以如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。眾所周知，輪胎內(nèi)充入的壓縮空氣，總是力圖使其占有的空間最大。所以充入壓縮空氣以后的內(nèi)胎空間，是該條件下內(nèi)胎的最大空間。當(dāng)輪胎承受了汽車的載重量以后輪胎發(fā)生了變形，內(nèi)胎的空間只能往變小的方向變化，以增加氣壓值來(lái)抵卸外來(lái)的載荷力。即由于承載后，輪胎發(fā)生變形，使內(nèi)胎的空間較原來(lái)減小了△V，根據(jù)氣體等溫壓縮的理論，P1V1＝(P1+△P)(V1-△V)可知內(nèi)胎的壓縮氣體的壓力又增加了△P＝P1(△V)/(V1-△V) 由于△V很小，■上式近似為△P＝P1(△V)/(V1) 。即△P和△V的變化量基本上是正比關(guān)系。也即和汽車的載重量成正比關(guān)系。我們就是要通過(guò)測(cè)量這個(gè)隨載重量而變化的△P，以便間接地測(cè)出汽車的載重量。這就是我們達(dá)到目的方法。
中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枴?5107735”，發(fā)明名稱為“輪胎氣壓保持器”(以下簡(jiǎn)稱“保持器”)的實(shí)施，為本發(fā)明的實(shí)施提供了良好的實(shí)施基礎(chǔ)。(“保持器”的主要作用是可使輪胎內(nèi)的氣體壓力值始終自動(dòng)保持在規(guī)定值內(nèi)。關(guān)于“保持器”的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考其原文)，本方法是這樣實(shí)現(xiàn)的，在裝有“保持器”的汽車上，由于“保持器”裝置已把輪胎氣壓引出，所以可以把后面四個(gè)輪胎的內(nèi)胎空間通過(guò)“保持器”相互串通在一起，前面兩輪也同樣相互串通，這樣在任何情況下四個(gè)后輪的氣壓值都是一樣，兩個(gè)前輪內(nèi)的氣壓值也都一樣。由氣體傳遞壓力各向同性的性質(zhì)可知，對(duì)于因載重量的變化而引起的各相互串通輪胎內(nèi)的胎壓變化量也都一樣，不會(huì)受到道路不平，貨物裝車重心不一樣的影響，把四點(diǎn)測(cè)量變成了二點(diǎn)測(cè)量。為測(cè)重提供了準(zhǔn)確、可靠、簡(jiǎn)易的前提。然后從“保持器”的輸氣管1′上分別引出前后輪的氣壓，接到壓力傳感器上。當(dāng)汽車的載重量發(fā)生變化時(shí)，隨載重量發(fā)生變化的胎壓△P將傳入壓力傳感器，使傳感器有變化的電信號(hào)輸出。信號(hào)通過(guò)放大，加和運(yùn)算，非線性校正，模數(shù)轉(zhuǎn)換、譯碼、顯示等電路以后把汽車的載重量用數(shù)字或指針顯示出來(lái)。
由于本發(fā)明是通過(guò)測(cè)量胎壓隨載重量的變化量來(lái)間接測(cè)得汽車的載重量，避免了荷重系統(tǒng)的不一至性給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的誤差。且由于本發(fā)明利用氣體傳遞壓力的各向同性的性質(zhì)，將四點(diǎn)測(cè)量變成了二點(diǎn)測(cè)量，使得在一般的路面上進(jìn)行測(cè)重都能得到較高的精確度。由于測(cè)重只需在靜態(tài)時(shí)進(jìn)行，所以傳感器只在測(cè)重時(shí)承受氣體緩慢的變化量，沒(méi)有沖擊。汽車運(yùn)行時(shí)傳感器也并不承受來(lái)自荷重系統(tǒng)的顛簸沖擊。這樣使得傳感器經(jīng)久耐用，保持長(zhǎng)期的穩(wěn)定性精確度和使用壽命。為測(cè)重儀的社會(huì)化解決了一大難題。由于以上的優(yōu)點(diǎn)，使得本發(fā)明系統(tǒng)簡(jiǎn)單明了，可靠易行，成本低廉而又較現(xiàn)行的測(cè)重方法能得到高得多的測(cè)量精度。使測(cè)重儀的社會(huì)化成為可能。
下面將對(duì)照附圖，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施例作詳細(xì)的說(shuō)明。
圖中A、A′是Bp2型微壓差傳感器，分別用來(lái)感知前后輪內(nèi)的氣壓隨載重量變化的值，并將其轉(zhuǎn)變成正比的電信號(hào)，分別通過(guò)信號(hào)輸出線3、3′，4、4′輸出。5、5′，6、6′分別是傳感器A、A′的主、付氣咀。變化的胎壓就是從主，付氣咀進(jìn)入傳感器內(nèi)。
1、1′，2、2′是控制主、付氣咀氣路的開(kāi)關(guān)。這開(kāi)關(guān)可以是一般的閥件或電磁閥。用電磁閥可以實(shí)現(xiàn)稱量過(guò)程的全自動(dòng)。
D是5G7650斬波穩(wěn)零運(yùn)算放大器。它的輸入端接受來(lái)自傳感器A、A′上信號(hào)輸出線3、3′，4、4′輸出的正比于載重量的電信號(hào)并將其放大和實(shí)現(xiàn)兩信號(hào)的加和運(yùn)算。
G是5GM14433-1A三位半模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)字電壓表模塊。它內(nèi)部包括5G14433模數(shù)轉(zhuǎn)換器，5G4511譯碼器，LED數(shù)字顯示器等電路。它的輸入端接受來(lái)自5G7650的信號(hào)，在輸出端出現(xiàn)的是正比于輸入信號(hào)的數(shù)字量。
K是量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。由于5GM14433-1A最大只能顯示1999，所以對(duì)載重量為4000kg的汽車來(lái)說(shuō)，就必須分成×1檔和×10檔才能滿足要求。如果選用四位半的數(shù)字電壓表模塊，對(duì)于20噸以下的車就不存在以上問(wèn)題。K的設(shè)置與否可按最大稱量和模塊的最大顯示值來(lái)確定。
圖中其余器件可根據(jù)信號(hào)的大小，集成電路的型號(hào)等來(lái)選取。這屬一般淺顯的常識(shí)，這里就不一一介紹了。
在裝有“保持器”的汽車上，通過(guò)“保持器”把四個(gè)后輪，兩個(gè)前輪的內(nèi)胎分別相互串通以后，在兩前輪串通的管路上和四個(gè)后輪串通的管路上分別引出前后輪的測(cè)壓管b、b′，以便和傳感器A、A′連接。按圖安裝好傳感器A、A′前的氣控管路部份及其后的電氣線路。然后把整個(gè)測(cè)重系統(tǒng)通過(guò)管B、B′分別和從前后輪引出的測(cè)壓管b、b′接通，這樣即完本發(fā)明。
在汽車空載時(shí)，依次打開(kāi)開(kāi)關(guān)2、2′，1、1′，讓前后輪內(nèi)的氣壓分別進(jìn)入傳感器A、A′內(nèi)。然后把開(kāi)關(guān)2、2′關(guān)閉，切斷主付氣咀5、5′，6、6′之間的通路。這樣在主氣咀5、5′內(nèi)部分別存入了汽車載重量為零時(shí)的前后輪汽壓值。當(dāng)汽車的載重量增加時(shí)，隨重量的增加而變化的前后輪的胎壓將傳入付氣咀6、6′內(nèi)。這樣由于主付氣咀內(nèi)的氣壓不平衡而在其電信號(hào)的輸出線3、3′，4、4′上分別輸出相應(yīng)于前后輪承載重量的電信號(hào)。這樣兩個(gè)電信號(hào)同時(shí)輸入進(jìn)D的輸入端a，并在a點(diǎn)實(shí)現(xiàn)兩信號(hào)的加和運(yùn)算，從D的輸出端輸出的是這兩個(gè)被放大了數(shù)倍的信號(hào)之和。這個(gè)信號(hào)又輸入G的9、10輸入腳上，經(jīng)過(guò)G將其變換成相應(yīng)的數(shù)字量顯示出來(lái)。這數(shù)字量也正好對(duì)應(yīng)了汽車的載重量。這樣即完成了稱量汽車載重量的全過(guò)程。
在稱量過(guò)程結(jié)束后，把開(kāi)關(guān)1、1′關(guān)上。切斷輪胎和測(cè)量系統(tǒng)的氣路聯(lián)系。這樣可保證汽車運(yùn)行中所造成的沖擊力不作用到傳感器上。保證傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定的精度和壽命。
如汽車允許前后輪的胎壓一樣的活，可以把前后六個(gè)輪的氣路全部串通。這以后本發(fā)明的測(cè)重系統(tǒng)可省掉圖中的虛線左面的部份。即可用一個(gè)傳感器來(lái)感知六個(gè)輪胎的氣壓變化值。使稱重系統(tǒng)變得更加簡(jiǎn)單可靠，測(cè)量精度也可望提得更高。同時(shí)成本可降低25～30%。
權(quán)利要求
1.一種稱量汽車載重量的方法，其特征在于通過(guò)測(cè)量汽車輪胎內(nèi)氣體壓力隨汽車載重量的變化而變化的氣壓值來(lái)間接測(cè)出汽車載重量。
2.一種裝在汽車上用來(lái)測(cè)量汽車載重量的儀表，該儀表由壓力傳感器A、A′，集成運(yùn)算放大器D，數(shù)字電壓表模塊G，閥件1、1′，2、2′等組成。其特征在于壓力傳感器A、A′上的主付氣咀5、5′，6、6′通過(guò)管件和汽車前后輪的內(nèi)胎連通，汽車前后輪的壓力由此進(jìn)入傳感器A、A′內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于汽車至少有兩個(gè)前輪和四個(gè)后輪的內(nèi)胎空間分別是相互串通的，并分別引出測(cè)壓管b、b′。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于壓力傳感器A、A′感受的是輪胎氣壓隨汽車載重量的變化而變化的氣壓值。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于傳感器A、A′上的主付氣咀5、5′，6、6′之間接有開(kāi)關(guān)2、2′及1、1′用來(lái)切斷和接通立付氣咀5、5′，6、6′之間的通路及傳感器A、A′與汽車輪胎內(nèi)胎之間的氣路。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于，避免傳感器A、A′承受汽車運(yùn)行時(shí)的沖擊是通過(guò)關(guān)閉閥件2、2′來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)量汽車載重量的方法及其儀表。主要是通過(guò)測(cè)量汽車輪胎內(nèi)氣體壓力隨汽車載重量的大小而發(fā)生變化的氣壓值來(lái)間接地測(cè)得汽車載重量的大小。本發(fā)明巧妙地利用了汽體傳壓各向同性的性質(zhì)，使得測(cè)重系統(tǒng)較現(xiàn)行的各種測(cè)量系統(tǒng)都明顯地簡(jiǎn)單易行，有很高的穩(wěn)定性和測(cè)量精度。且能在一般的路面上進(jìn)行測(cè)重。由于傳感器避免了汽車承重系統(tǒng)的直接沖擊，所以傳感器經(jīng)久耐用。本儀表成本低廉，適用于裝在一切輪胎車輛上作其自身載重的稱重。
文檔編號(hào)G01G19/08GK86107195SQ86107195
公開(kāi)日1988年4月20日 申請(qǐng)日期1986年10月10日
發(fā)明者周順祥 申請(qǐng)人:周順祥導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan