称重汽车衡 秀山全电子汽车衡 源头厂家
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关 键 词：称重汽车衡
行 业：仪器仪表 衡器 地磅
发布时间：2021-03-07
重庆自成电子衡器有限公司成立于一九九三年，位于重庆市高新技术开发区，公司已发展成集产品研发、销售、服务为一体汽车衡为主的制造。
传感器波形在衡器状态检验中的应用
3.1 传感器的波形
称重传感器是考虑了使用地的重力加速度与空气浮力影响后，通过把被测量（质量）转换成另
一种被测量（输出）来测量质量的力传感器 [2]。公路车辆自动衡器采用的传感器主要分为压电
第十九届称重技术研讨会集
2020.9 南京
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式和电阻应变式两类。压电式的传感器只有在受到冲击力时才会产生电信号，衡器空载时无信号输出。
而电阻应变式传感器是通过电阻应变片测量弹性体应变大小进而得到所受作用力大小的，测量精度
高，技术成熟，稳定性好。目前绝大部分的公路车辆自动衡器都采用电阻应变式的传感器作为
测力单元。
根据衡器的承载器与电阻应变式传感器的结合方式不同，衡器结构可分为简支结构和固支结构。
不同结构的衡器所产生的波形数据也有所不同。
在简支结构的汽车衡中，承载器由 4 只电阻应变式传感器支撑，为保证承载器的稳定性，
4 只传感器与承载器之间无缝隙，正常状态下传感器输出的波形稳定，信噪比高，能够实时反应衡器
的状态。
固支结构的汽车衡一般应用于高速测量。衡器的承载器与传感器固定连接，或者承载器与
传感器为一体结构。这种固支结构的衡器在车辆高速时能够保证承载器与传感器紧密连接，消除承
载器振动对传感器的冲击。常见的固支衡器有窄条、弯板、平板秤等。固支结构衡器如下图 3-2 所示，
承载器与传感器固定连接。由于承载器与传感器固定连接，传感器不仅可以测量承载器对其的压力，
而且可以测量承载器对其的拉力、扭力等。因此，传感器波形数据能够有效的反应衡器的受力状态。
综上所述，电阻应变式传感器输出的波形数据可以实时反应衡器的状态，也可以用于汽车自动
衡器计量检定的参考数据。
3.2 传感器过车波形在衡器状态检验中的应用
在计量检定的试验检定时，在所选车型通过自动衡器的过程中，采集车辆通过衡器的传感
第十九届称重技术研讨会集
波形采集完成后，将承载器前端的两只传感器（传感器 1、传感器 2）的质量数据加和得到 S1，
将承载器后端的两只传感器（传感器 3、传感器 4）质量数据加和得到 S2，作出 S1 和 S2 的变化图（如
图 3-4 所示）。提取自动衡器的波形特征点：S1 取到值 S1max，S2 取到值 S2max，并通过以
下公式比较以上两个值的差异 δ：
（3-1）
其中， ，即传感器示数减去当前零点值；mean（S1+S2） 为 S1 和 S2 在该时间段内的
求和平均值。
需要说明的是，在上述研究中式 3-2 的 值选取是通过对 10 台该型号的衡器进行 2 年的数据
统计后得出的值。在 2 年的时间内该型号汽车衡的 (S1max-S2max)/mean(S1+S2) 值变化符合正
态分布。其中统计均值 μ 为 0.007，均方差 σ 为 0.029。根据正态分布理论，值 (S1max-S2max)/
mean(S1+S2) 在（μ-3σ，μ+3σ）以内的概率为 99.73%，因此在检验衡器状态时将 k 值取为 0.1。
由于不同类型汽车衡的 (S1max-S2max)/mean(S1+S2) 值分布可能有差异，在推广的过程中，
需要更加广泛深入的研究才能得出准确适当的 k 值。
上述方法不仅可以用于汽车衡在使用过程中的稳定性监测，也可以用于衡器计量检定前衡
器状态快速检验，检验数据可以用作衡器计量检定的参考。
3.3 传感器波形在计量检定中防作弊的应用
汽车衡的过车波形是参考车辆通过衡器时传感器产生的波形数据，其一方面反映了车辆的
特征，另一方面反映了衡器的状态。理论上如果衡器的状态未发生改变，参考车辆两次通过衡器的
过车波形在经过相同的算法处理后，应该得到相同的出车结果。但实际上，由于结构疲劳性、环境
变化等原因，衡器在使用过程中状态会有微小改变。
一、公路车辆自动衡器及应用领域
公路车辆自动衡器是包括承载器和引道组成的自动衡器，通过轴（或轴组）称量方式或整
车称量方式，确定行驶中车辆单轴载荷（或轴组载荷）和总重量的衡器。并自行指示车辆单轴载荷（或
轴组载荷）和总重量 [1]。
公路车辆自动衡器主要应用于执法取证和贸易结算中，有以下几个主要应用领域：计重收费，
主要应用在收费高速公路的出口处，针对不同类型货车进行称重，根据货车的车型和装载重量收取
通行费用。显然，衡器的称量精度越高，称量稳定度越高越有利于避免不必要的计量纠纷。
超限超载治理，2019 年随着相关国家政策的改变，高速公路不允许超限超载货车进入。全
国所有高速公路已经基本覆盖安装至少一条车道的汽车衡设备，以便判断通行货车是否超
限，是否被允许进入高速公路。汽车衡的称量结果成为判断货车能否进入高速公路的依据，因
此衡器准确性和稳定性尤为重要。
由于汽车衡的载荷只集中在轮轴和轴组上，因此会在承载器上造
成极不均衡的受力，这与普通的平台衡器受力情况有很大差别。例如，
两轴车轮的后轴的重量明显超过前轴，前后轴的承重之比也为
3:2，假设整车重量为 100t，后轮的承重至少为 60t。对于标称量程
为 100t 的平台秤来说，平均而言满载时，每只传感器受力约为 25t，
此时使用量程为 35t 和 40t 的传感器可满足要求，不过因为汽车
衡后轴的重量至少应为 60t，所以以上选用的传感器显然不能满足设
计要求。对汽车衡来说，轴重或轴组承重是选择衡器的依据，一般而
言多分段汽车衡，分段载荷之和均大于该秤的标称载荷，而 CTC
值又大于分段的载荷。
承载器俗称秤台。汽车衡的承载器由于要满足各种类型车辆的不
同要求，除量程不同外，秤台尺寸的差异也极大。承载器可分为：单
秤台、双秤台和多秤台等多种型式，用以满足不同的称重要求。
由多个秤台组合的增长型秤台，它的每个单独的称重段，实际上
就是一个独立的秤。每一称重段都有其额定的载重量，组合后的整个
秤体，也有其总的载重量。需要特别强调的是，整秤的载重量并不等
于分段秤的载重量之和。整秤的载重量定义为：能够在秤台上称重的
总载荷，即为整个秤台上均匀载荷的总重量。分段载重量为：单
轴和轴组在分段秤台上的载荷量。在使用中我们往往会发现，即
使车辆的总重量和轴重都不超过汽车衡的载荷值，秤台也会受到
结构性的损坏。为此一些厂家通过衡器的标称载荷，来避免汽车
衡的结构性损坏。
这些问题表明 OIML R76 国际建议的规定和内容已不能满足汽车
衡技术的指标。从 1980 年开始，很多人士就对汽车衡的技术要
求进行了进一步研究，提出了描述汽车衡的三个技术指标，它们分别
是：标称称重，分段称重的额定值和集中载荷值（CTC），其中 CTC 是
Concentrated Load Capacity 的缩写。在美国人士提出为了满
足 CTC 的要求，承载器的强度需根据美国桥梁强度的要求来设计。因
此，美国是早在检定汽车衡的条款中增加 CTC 试验的国家。
汽车衡的每个“分段”，实际上都是每个独立的称重单元。对于
多秤台的汽车衡，检定时不仅需对整体衡器进行标称载荷试验，还需
对各个分段进行偏载试验、量程试验和 CTC 试验。由于整体衡器的标
称载荷量不等于分段载荷量之和，这样就使得在称量不同车辆的重量
时，称重结果的表述也不会相同。例如图 1(a)中，由于对集装箱汽
车衡称重时，集装箱拖车前后轮组件间的分段秤台并不承重，所以集
装箱的重量只由受力的两个分段秤台决定，因此误差也只由这两个承
台来决定。另外一种情况是，如果秤的长度比车辆长很多【如图1(b)】，
甚至车辆的长度只为秤体长的一半，那么为了能合理使用多分段汽车
衡，可通过开关选择所需的分段，以适应不同车辆称重的要求，提高
测量精度。
