Тензометрические системы для определения веса транспортных средств

Измерение веса транспортного средства – очень востребованная процедура. Вес пустого или снаряжённого автомобиля, распределение веса по осям, максимальный вес и т.п. определяются не только в качестве первичной технической характеристики. Многие нормативы, ограничения (например, в грузоперевозках) «привязаны» к конкретному весу автомобиля. А раз есть физическая величина – значит нужны средства для её точного измерения!

Автомобильные весы

Строго говоря, взвесить автомобиль не представляется сложным: нужны лишь достаточно большие весы. Однако для большегрузных автомобилей, имеющих значительную габаритную длину, потребуется достаточно большая платформа. Поэтому на практике со взвешиванием могут быть существенные трудности. Вес даже легкового автомобиля не бывает меньше тонны. Следовательно, механические весы должны обладать значительной прочностью и размерами. А значит, для них требуется внушительный фундамент и хорошая дренажная система (если весы располагаются под открытым небом). При взвешивании на механических весах требуется остановка автомобиля – иначе определение веса будет включать значительную погрешность. Таким образом, «наезд на грузовую платформу – остановка – замер – съезд» представляет собой очень трудоёмкую и медленную процедуру. Если такие весы установлены, к примеру, перед мостом, подобный «механический» способ определения веса парализует всё движение!

Помимо общей массы автомобиля часто требуется определить нагрузку на отдельную ось. Для этого весовое устройство может выполняться в виде небольшой платформы на которую автомобиль заезжает сначала одной, потом другой осью (третьей, четвёртой и т.д. – в зависимости от конструкции). Общий же вес, по специальной методике, вычисляется после суммирования этих «осевых величин». Однако и такие весы – несмотря на компактность платформы – требуют основательный фундамент и тяжёлую механическую часть.

Динамическое взвешивание

Чтобы избежать вышеописанных трудностей в современных условиях часто применяется процедура «динамического взвешивания». Это когда автомобиль медленно и равномерно двигаясь (не более 5 км/ч), наезжает на узкую платформу весов. Конструкция платформы отличается компактностью – и может располагаться практически «заподлицо» к дорожному полотну. При наезде на платформу электронная «начинка» измерительного комплекса (которая может включать и видеокамеры внешнего обзора – для контроля правильного положения автомобиля на платформе, фиксации времени взвешивания и номерного знака транспортного средства) в режиме реального времени покажет распределение нагрузки по осям, полную массу автомобиля и ряд других параметров, при необходимости.

Конструкция подобных «динамических весов» не может включать в себя механические рычаги, противовесы и пр. – она построена на методе тензометрического определения веса (см. ниже).

«Электронные» весы могут использоваться как для динамического, так и для статического взвешивания. Последнее даёт наибольшую точность измерений. Весы для статического взвешивания представляют собой единую платформу (вроде небольшой по высоте эстакады), куда взвешиваемый автомобиль въезжает полностью – и останавливается. В основе платформы располагаются тензометрические датчики, определяющие массу объекта платформе по силе оказываемого на них давления. Вторичный преобразователь (терминал) обрабатывает сигналы с датчиков, позволяет отображать их, систематизировать, вести отчётность и т.п.

Поскольку тензодатчики отличаются компактностью и не требуют дополнительных передаточных механизмов (пружин, рычагов и т.п.), на их базе удобно конструировать переносные устройства. Такие весы представляют собой буквально пару платформ-«подушек», по размерам достаточных для размещение одного колеса автомобиля. Если расставить такие платформы по ширине колеи – пункт мобильного взвешивания автомашин любой конструкции готов!

Тензометрические датчики

Основой любых современных автомобильных весов являются тензометрические датчики. Их чувствительный элемент преобразует внешнюю деформацию (в нашем случае – силу давления, обусловленную весом объекта) в электрический сигнал. Конструкция цифрового тензодатчика включает в себя микросхемный преобразователь, который обрабатывает сигнал от чувствительного элемента и преобразует его в цифровую форму. Фактически этот дискретный выходной сигнал и отображает физическую величину – давление на датчик. Размещая несколько датчиков под платформой и дополняя их средством отображения информации можно получить готовый весовой комплекс – любой формы и габаритов!