[发明专利]一种基于电容充放电的动态称重方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种动态称重方法和系统，特别涉及一种基于电容充放电的动态称重方法和系统，属于车辆称重技术领域。

背景技术

高速公路车辆超限现象越来越严重。目前，车辆动态称重技术广泛应用于高速预检、交通流量调查、治理超限超载和计重收费系统中，在交通管理、超载治理中起到了重要的作用。在公路车辆超限预判、桥梁超限报警和轴载动态计量中，迫切需要体积小、动态范围广、灵敏度高、精度高的动态称重传感器和动态车辆称重系统。

基于压电效应的压电传感器广泛应用于高低速称重领域，其固有的优势在于可称量的速度范围广，车辆震动小。然而压电传感器由于产生的是电荷信号，其信号量极其微弱，通常需要采用电荷转换放大电路将其电荷信号转换为电压信号并放大，，从而便于后端进行数据处理。电荷放大电路的弊端在于压电传感器受冲击产生电荷信号给放大电路中的电容充电的同时，电容上的电荷又通过反馈电阻不断放电，导致后端接收到的波形信号损失，最终使称重的结果不准确。在相同速度的情况下，载荷越大的车辆由于其轮胎接地长度大，作用在压电传感器上的时间越长，从而通过反馈电阻放电量越大，导致重量偏轻程度越大，从而影响了称重精度。

通常情况下，称量衡器要求称量重量应与载荷的大小呈线性比例关系。由于上述电容通过反馈电阻不断放电，导致载荷越大称量重量偏轻程度越大，造成了压电式传感器的非线性问题。针对这种电容放电损失导致的传感器非线性问题，普遍采用的方法就是改进电路设计，降低电容通过反馈电阻放电损失。然而无论如何改进电路设计，这种信号损失都会存在，限制了压电传感器称重精度的进一步提高，一定程度上也限制了其更好的推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提高车辆动态称重的精度。

为实现上述的发明目的，本发明提供了一种基于电容充放电的动态称重方法和系统。

一方面本发明提供一种于电容充放电的动态称重方法，包括如下步骤：

采集车辆通过压电传感器的波形信号；

对压电传感器采集到的波形信号进行信号处理；

对处理后的波形信号进行特征参数提取；

根据提取到的特征参数计算电容放电损失积分和量并进行波形补偿；

根据补偿后的波形计算车辆重量信息。

其中较优地，所述对压电传感器采集到的波形信号进行信号处理的步骤具体包括：

压电传感器输出的电荷信号转换成电压信号；

对转换后的电压信号进行滤波处理，滤除电压信号中的噪声干扰；

对滤波处理后的电压信号进行放大处理；

放大后的电压信号转换成数字信号。

其中较优地，所述特征参数包括：上称时刻、下称时刻、积分和、轮速度。

其中较优地，其特征在于，所述电容放电损失积分和量是按下式计算的：

Z=2ω×(T+R×C×e-T/RC)×KA-KARCy-KAT/ω]]>

其中，