电子汽车衡传感器的原理及应用

梁路坚

摘 要：随着科技的高速发展，电子汽车衡传感器也已被广泛应用到各领域各行业中，实现称重的快捷、准确。随着工业生产自动化程度不断提升，电子汽车衡传感器已是企业中不可或缺的工具。本文主要对电子汽车衡传感器的原理及应用进行了分析探讨。

关键词：电子汽车衡传感器 结构 原理 应用

中图分类号：TP3文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018） 3（a）-0000-00

随着计算机技术和微电子技术的快速发展，称重传感器得到了越来越广泛的应用，目前，电子汽车衡传感器是我国应用最为广泛的产品之一，其在建材、粮食、煤炭、电力以及矿山等各领域均有广泛应用。

1 电子汽车衡传感器的结构及工作原理

电子汽车传感器主要是由称重显示器、称重传感器、接线盒、承载器、连接件等零部件构成，并配备了计算机、稳压电源、打印机等外部设备。电子汽车衡的工作原理：通过利用变电测原理将非电量重力转变为电量从而进行称重的，它主要有数字转换模块（A/D）和模拟称重传感器两部分组成，结合微电子技术以及微型计算机技术，可自动或者手动进行偏载调节，可自动修改传感器编号，可自动对单只传感器进行寻址以及读取数据[1]。称重传感器弹性体的下方有应变电桥，在称台各个称重点的下方安装称重传感器，并在接线盒中将相应的电缆线进行并联。当汽车经过电子汽车衡的称台时，称重传感器就会接收到称台所受的力，并通过应变电桥将电信号进行输出，然后输出的电信号经线形放大之后再传递给A/D转换器，之后再由它将模拟信号转化为数字信号，数字信号再传给微机处理器，经过微机处理器处理后，在显示窗口显示称量值，最后，有计算机和打印机将车辆的称量值（毛重、净重和皮重等数值）存储在计算机中，可通过计算机对这些数据进行统计管理，并进行报表打印。

2 电子汽车衡传感器的选择

通过上述分析可知电子汽车衡是利用力-电的转换原理，从而将非电量转化为电量的一种称重装置，而要实现从力-电的转换，最关键的设备就是传感器。所以，在实际应用中称重传感器的选择非常重要。通常规定静态时，电子汽车衡传感器的最大荷载为传感器的个数×传感器的额定载荷×70%，由于动态过程中车辆上称时会受到冲击、振动等因素的影响，再加上称体自身的自重，部分传感器在汽车上称的一瞬间比实际载荷要多出10%到40%左右的重量，有时还会出现超过额定载荷的情况，使得车辆当次的称量的准确度下降。为保障传感器在工作时不超出其额定载荷，所以规定了70%的系数，提升称量的准确性。当然实际选择中还需考虑相关的技术参数等因素，尤其是灵敏度。以QS-30T-A称重传感器和XK3190-D9仪表为例，分析灵敏度。QS的灵敏度为2.0mv/v，D9的输出激励电压为8V。在额定载荷情况下，称重传感器的灵敏度是传感器最大输出信号和激励电压的比值，也就是mv/v，那么在载荷为30T时，称重传感器模拟输出信号2mv/v×8v=1.6mv，不论是在20T还是40T的载荷状态下，其输出都是1.6mv。当使用多个传感器时，为确定传感器的选擇是否合理、正确，可根据计算公式U=S×V×O/C×R进行确定，U表示称体满载时额定净输入信号，单位为毫伏；S代表称体量程（kg）；O代表激励电压（v）；C代表量程（kg）；R代表传感器数量，也就是接线盒中并联电压回路数量。只有在仪表的输入灵敏度小于U时，才视为合格。

3 电子汽车衡传感器的应用

随着现代科学技术的高速发展和进步，由称重传感器制作的电子汽车衡器已被广泛应用在各个领域中，下面主要就电子汽车衡传感器在物联网和称重防作弊技术中的应用进行分析。

3.1 在物联网中的应用

3.1.1 在称重过磅系统中的应用

目前企业运用较多广泛的一个系统就是称重过磅系统。比如对汽车进行称重时汽车衡传感器安装的引坡感知带就会对电脑发出起竿信号指示、并启动红外摄像仪，通过红外摄像仪对汽车过磅的全过程进行自动抓拍操作，同时自动识别过磅汽车的车牌号信息，自动记录重量等相关数据值，并在物联网仪表上进行储存，然后通过物联网仪表中移动通信模块，将存储的数据发送至服务器，并存储在数据库中，完成这些操作后，会开启另外一端的栏杆，将该过磅车辆进行放行，一般需要2次上述步骤才算是完成汽车的过磅的整个称重过程。

3.1.1 在物联网云服务中的应用

（1）物联网智能仪表

通过物联网的智能仪表会实时上传汽车的称重数据以及电子汽车衡传感器运行的相关数据。如果存在外来称重系统回路入侵情况，物联网智能仪表会实时通过该用户的手机提醒用户，还能提供实时记录支持以及控制系统支持，确保用户没有后顾之忧，也就是说具备防作弊功能。同时电子汽车衡传感器一旦发生故障，利用物联网云服务也可实时将故障信息通过PC电脑或者手机app实时提醒汽车用户或者提供服务的公司部门，并为他们提供初步的故障判断，以便及时排除故障。

（2）物联网服务中心

在进入到故障服务阶段时，通过物联网服务中心，就可对该汽车衡的相关故障信息利用PC电脑和手机app等进行跟踪，比如出发时间、中间行程、服务工作人员的联系方式及姓名、具体服务情况、故障结果以及预计的维修时间等。用户均可通过PC电脑和手机app同步显示上述信息。同时，还可利用物联网服务中心提供的设备历史故障记录详情为其主要配件的备份、设备选型以及设备故障预防提供有效的参考依据。另外，利用服务器可记录并备份称重数据以及汽车衡传感器运行的情况，并进行数据加密处理，同时称重数据可为客户和ERP管理软件对接服务。

3.2 在称重防作弊技术中的应用

3.2.1 红外防作弊技术

比较常出现的是利用停靠位置进行作弊，在检斤过程中，在汽车称重时，将汽车一部分压在电子汽车衡传感器的两端或者两侧，以此减轻汽车重量，达到作弊的目的。一般情况下，由于视角误差，检查人员难以完全看清楚车辆在电子汽车衡的具体停考位置。面对这一常见作弊情况，可利用红外线检测技术监控汽车的位置，通过采用立柱内安放两组开关，并纵向排列，从而不断提升检测的范围以及密度[2]。如果在称重过程中存在车裂违规停放情况，就可利用红外防作弊技术发出报警提示，促使称重车辆的司机重新调整车辆的位置，这样就可有效防止作弊行为的发生。

3.2.2 视频监控技术

检斤车辆人为多上人员或者携带物品来提升车辆称重，在检测完成后，及时卸载物品或者转移人员，以达到作弊的目的。这时通过应用视频监控技术，就可对称重车辆的全过程现场场景全方位地进行摄像，避免在检斤过程中出现不正当行为，降低发生作弊行为的可能性。同时检测人员还可及时存储所记录的图像信息，随时查看调阅，实现对检斤过程的实时监督与管理，在必要时还可作为证据，进而全方位起到杜绝作弊行为的目的。

3.2.3 数字技术

通过加装电子遥控装置进行作弊，其主要是通过在电子汽车衡传感器的连接线中间加装脉冲发生器装置，应用遥控装置使脉冲信号发生改变，改变仪表的显示的数值，进而达到来增加或者减少秤量的目的。

4 结语

综上所述，随着经济的高速发展，电子汽车衡技术得到了迅速提升，并得到了广泛的应用，给相关企业和个人带来极大的便利和经济利益。因此，我们应对电子汽车衡传感器的原理及应用有一定了解。

参考文献

[1] 张晓凯.浅谈电子汽车衡故障分析与处理[J].中国包装工业，2012（11）：45.

[2] 范海东，金涛.POWERCELL PDX数字式称重传感器在电子汽车衡系统中的应用[J].硅谷，2013，6（15）：74-75.