轿车多头称重机设计方案原理及组成

作者：Smartweigh多头配重器

电子地磅基于应变力测量的基本原理。应变片贴附在多头秤的聚氨酯弹性体上，构成惠斯通电桥。空载时，电桥电路处于平衡状态，输出电压为零。当聚氨酯弹性体承受负载时，由于每个应变片都会产生与负载成正比的应变力，因此可以通过输出电压测量附加负载的大小。

在称重平台下方直接安装多个多头秤，将多根传感器电缆串联连接到接线端子，然后用一根电缆连接到仪表盘。当车辆驶上称重平台时，称重平台将力传递给每个多头秤，多头秤改变应变力桥电路中的电阻，导致输出电压发生变化，即输出电信号。该电信号传输到仪表盘，经过数字滤波、线型放大、A/D转换和CPU解析后，最终显示称重数值。除了基本结构外，电子地磅还可以根据仪表盘连接到其他电气设备，例如微型计算机、复印机、大屏幕显示器等。为了维护仪表盘并确保称重数据信息不易因断电而丢失，它可以配备UPS不间断电源、可调稳压电源等机械设备，方便系统软件更可靠地运行。

2.2 基本结构及技术特点介绍 电子平台秤主要由四部分组成：称重平台、多头秤、仪表盘和主机。2.2.1 称重平台 2.2.1.1 秤体结构 电子地磅采用模块化设计的称重平台，通过组合不同的控制模块，可以组装成各种规格和型号的电子汽车秤；电子汽车秤称重平台的整体结构采用无后盖设计，表面没有主题活动后盖，避免了后盖锚栓生锈和易断裂的缺陷，整体外观设计独特；秤体的传感器支撑点与轴承点重叠，这样轴荷引起的旋转扭矩为零，称重平台受力后重心更加稳定；电子汽车秤的限位开关采用外挂式，安装在电子汽车秤的两侧，便于观察电子汽车秤的限位开关状态。检查位置开关状态，及时处理因限位开关设备松动、卡滞等原因导致的电子汽车秤测量和验证误差等问题。电子汽车秤平台的发展趋势 历史时期 天兴公司生产的电子地磅平台结构为箱型结构，采用厚钢板和圆钢经电焊焊接而成。纵观历史发展趋势，电子汽车秤平台结构整体经历了三代发展演变。

20世纪80年代末生产的第一代电子汽车衡由钢条搭接的1、2、3三个称重平台组成。随着经济发展趋势和运输车辆类型的变化，其主要缺陷在于大型货车的左右称重平台容易导致第一段称重平台的一端翘起，进而坠落并损坏传感器。针对第一代电子汽车衡的缺陷，20世纪90年代中后期设计研发了第二代电子汽车衡，并于1998年被国家经济委员会评为国家级新产品。第二代产品采用中央称重平台作为主称重平台，两侧的辅助称重平台分别与主称重平台连接，从而解决了称重平台一端翘起的问题。

第二代电子汽车秤产品也广泛应用于煤炭、电力、冶金、港口、矿山等各个领域的关键称重测量验证机械设备中。众所周知，随着车辆数量的不断增长，第二代电子汽车秤的应用用户在实际应用中也发现了一些问题并反馈给用户。例如，电子汽车秤秤台面后盖板的锚栓容易生锈并触地；脚踏螺栓的头部被磨平，维护时不易拆卸；电子汽车秤的限位开关是内置的，因此在日常使用中不易观察和排除故障；秤台之间的缝隙容易漏烟漏尘，且容易在秤台底部长期沉积，从而影响汽车秤的称重测量验证。此外，由于缺乏标准化和通用化层面的合理规划，也不利于加工过程中的大规模批量生产。

针对第二代电子汽车秤存在的一些问题，我公司于2003年研发设计了第三代模块化电子平台秤。第三代模块化电子平台秤采用模块化设计，并融合了标准化、通用化和参数化的设计理念，能够充分满足客户的应用需求。其主要特点如下：a. 模块化设计，标准化和集成化设计方案：第三代模块化电子平台秤由5米、6米和7米三个长短不同的结构组装而成。例如，一台15米长的电子汽车秤由5米+5米+5米的三个称重平台组成。

b. 参数化建模：参数化建模整体应用于电子地磅的模块化设计，例如：SCS-100/80系列产品模块化设计的电子地磅，长度为10-21米的，在总图纸中体现为两张工程图；长度为10、12、14米（两段式称重平台）的，体现在一张项目图中；长度为15、16、18、21米（三段式称重平台）的，也体现在一张项目图中。电子汽车秤的性能参数包括电子汽车秤的型号规格、箱体台面规格（长×宽）、基础图编号和称重平台图编号。L1、L2和W分别表示传感器的距离，基础图也同样如此。

现阶段，所有模块化设计的电子地磅均已完成参数化建模（见图2-3）。c. 无盖板结构设计方案：根据目前国内竞争对手生产的电子平台秤的情况，天兴是唯一一家保证采用无后盖板设计方案的厂家。称重平台表面为一体式平板，没有开口，彻底消除了后盖板容易生锈、锚栓易断裂等缺陷。

本产品的国家专利号为ZL02269296.7。d. 称重平台的支点与承重支撑点重合：即称重平台的扭矩臂为零，不存在称重平台一端翘起的可能性，因此称重平台受力后更加稳定。e. 限位开关装置采用外挂式：便于在正常使用和维护过程中进行即时检查，可有效避免因限位开关卡住而导致的称重误差。

（施工过程中，减少了原限位开关的二次灌溉量，节省了服务项目人员相互协作和现场服务项目的时间，即提高了效率。）f. 称重平台之间的间隙可在0~3mm范围内调节，可合理防止烟尘从间隙落入秤台观众席。g. 称重平台之间的连接地脚螺栓改为外侧安装，解决了原先中间连接地脚螺栓因室内空间狭小而难以现场安装拧紧的问题。

第三代电子汽车秤自2002年起全面投入生产制造，并因其自身的创新和优势被众多客户采用，逐步取代了第二代电子汽车秤产品。2.2.1.2 防污功能 模块化设计 电子平台秤产品在秤体两侧及周围均采用防污设计，确保所有正常的测量和验证功能，有效防止灰尘和污垢进入秤体底部。在秤体的前后左右两侧加装安全减震橡胶垫和高耐磨皮带。高耐磨皮带铺设在秤台和底座之间，完全覆盖秤台与底座之间的缝隙；高耐磨皮带铺设在底座末端，并用安全减震橡胶垫压紧，然后根据膨胀螺栓固定在混凝土底座上。安全减震橡胶垫可以降低每小时的运行速度，减轻对秤体的冲击，确保安全。驾驶。

电子汽车秤秤体两侧与底座之间的缝隙经过特殊设计。“T”型橡胶制品用于防污，不同系列产品具有不同的整体宽度和厚度。“T”型橡胶制品可用于各种缝隙的密封。安全减震橡胶垫、耐磨橡胶片和T型橡胶制品均可轻松安装和更换。2.2.1.3 地面防滑特性的模块化设计 电子平台秤采用独特合理的地面防滑设计方案，即在轮轴下方通过间焊和塞焊方式直接铺设一层δ4优质花纹钢板，形成地面防滑结构，确保车辆安全通行，避免雨雪天气下车辆上部重心偏移的情况。

地面上的防滑花纹钢板经打磨后可轻松拆卸，并可再次拆卸更换。稳定的地面防滑效果提高了称重平台的使用寿命。2.2.1.4 模块化防腐设计 电子平台秤商品称重平台的原材料采用优质热轧钢板，其成分和物理性能符合GB700-88《普通碳素结构钢技术条件》的要求。

所有钢材表面在加工前均需进行喷丸除锈等预处理，以去除不锈钢板表面的氧化皮、锈迹和污垢，防锈处理应符合GB8923-88《钢材表面腐蚀等级及涂装前除锈等级》Sa2.5级标准。所有原材料预处理完毕后，立即涂覆一层环氧富锌底漆，然后在整机出厂前涂覆环氧富锌底漆和环氧树脂面漆，同色漆色差不得超过一个色差。2.2.1.5 物理性能模块化设计 所有电子地磅产品均采用CAD、CAE等先进设计方案，并利用电子计算机对称重平台进行设计，分析计算秤体的弯曲刚度和抗压强度，以确保称重平台的承载能力。该称重平台具有优异的弯曲刚度和抗压强度，其安全载荷超过 125% FS，确保电子汽车秤具有优异的应用安全系数和长期可靠性。

2.2.1.6 生产加工工艺 由于热轧圆钢的应力远低于冷拔圆钢，其结构可靠性良好，因此我公司模块化设计的电子地磅产品的称重平台采用槽钢和厚钢板，通过电焊焊接成框架箱体结构。生产加工采用二氧化碳气体保护焊机、埋弧自动焊机等设备，以确保足够的焊接深度。电焊焊缝表面处理光滑平整，无排气孔、焊渣、裂纹等缺陷，保证了电焊的焊接质量。

本项目的设计和制造完全符合GB50205-95《钢结构工程施工验收规范》。2.2.1.7 安全防护设计方案：模块化设计。电子地磅商品传感器布线均采用安全防护设计方案，金属材质导管内的布线采用塑包软管安全防护，多余的电缆与端子一起放置在封闭的箱体内，合理防止机械设备损坏或鼠咬等因素导致传感器电缆对电子汽车秤的测量和验证特性产生误差，并避免人为因素等欺诈行为对传感器电缆的影响。2.2.1.8 抗干扰、抗高压电击、抗雷击特性：模块化设计。电子平台秤产品结构的基本设计方案符合GB50057-94《建筑物防雷设计规范》和GB64-83《工民用电力装置过电压保护设计规范》，规定该设计方案具有优良的接地网，接地线的电阻小于4Ω，称重平台通过专用接线端子连接到接地网。

安装传感器时，选用多芯手工编织铜芯跳线，使主板与称重平台之间的连接形成等电位体，以避免意外电流流过传感器造成损坏。端子采用防浪涌端子，外壳采用压铸铝材质，防水等级为IP55。端子排上焊接有优质的防浪涌电子元件，可有效避免雷击和电网脉冲电流对电感器的损坏。

仪表盘设有独立的接地装置。2.2.1.9 专利权 模块化设计的应用 该电子地磅产品选用8个高精度多头累加式称重秤，并在设计方案中采用了我公司专利权“多头电子称重秤”（专利号：91221886X），可降低温度变化时称重平台的热胀冷缩对多头电子称重秤承载能力的影响，从而保证全电子平台秤的测量精度和验证。该电子地磅产品的模块化设计一般采用无盖结构设计方案，该产品的国家专利号为ZL02269296.7。

根据目前国内竞争对手生产的电子平台秤的现状，天兴是唯一一家保证采用无后盖设计的厂商。称重平台表面为一整块平板，没有开口，彻底消除了后盖生锈、锚栓易断等缺陷。2.2.2多头秤 该电子平台秤采用BM-LS系列产品高精度累加释放链的多头秤。

这种传感器是我公司引进日本久保田公司全自动设备的核心传感器产品，并由我公司自主研发生产。产品性能卓越，在全国同行业中市场份额领先。多头秤被国内知名碳钢制造企业——大冶钢铁厂——广泛采用，该厂专门为我公司冶炼厂供应原材料，成分一致性极高；加工制造采用英国辛辛那提公司和日本OKK公司采购的数控车床，各零件规格高度一致；高温热处理工业炉工艺控制参数精确，内部机构一致性高；采用日本知名温控箱制造商岛川公司生产的零点温控箱和带温控箱的测温仪进行双向补偿（零点补偿和灵敏度补偿），温度特性一致性极高。由于采用了上述技术设备和先进技术，我公司生产的多头秤可在-40~+70℃的宽温度范围内保证高精度和高容差。

经山东大学（原山东理工大学）测试中心150万次试验，其疲劳寿命仍能保持原有性能指标水平（见附件）。我公司电子汽车衡产品一直采用BM-LS型累加释放链传感器（见图）。该累加释放链传感器采用独特的双切梁结构，两侧各有两个支撑点，中间承压。力传递部件采用拉力和轴承钢球传递力。钢球连接具有优异的自动修复扭矩，确保在各种工况下都能获得垂直承压，可靠性高，重复性好，能够在最短时间内稳定称重平台，抗冲击性和抗侧向力性能优异，安装调节简便，无需固定扭矩，防水等级为IP68。随着数字时代的到来，我公司研发设计了智能多头秤。

智能多头秤最初通过AD转换设备和CPU模拟模拟传感器。多头秤的耐久性意味着传感器产生的电信号被转换为模拟信号，并通过RS485接口传输。传输距离不小于1公里，且抗外部干扰能力强。利用电子信息技术完成传感器离散系统特性和抗压强度特性等主要参数的自补偿。在电子汽车秤的校准过程中，传感器的主要参数在车轮重量校准时一次性输入即可进行自动校准，无需重复校准。因此，配备智能传感器的数字汽车秤将是未来发展的关键趋势。数模双用电子地磅配备模拟累加链传感器，而数显电子地磅则配备数显累加链传感器。

多头秤测量范围的选择主要考虑秤体重量及其振动、冲击、轮重等因素。2.2.3 称重显示仪表 电子平台秤配备有称重显示仪表（以下简称仪表盘），该仪表盘为天兴称重设备企业自主研发的多头秤台。其整体性能优于国内同行业产品。该仪表盘采用进口高端重要部件，配备优质工业触摸屏，功能齐全，性能可靠，操作简便，适用于静态数据和动态测量验证。

自动保存进出海关监管站车辆的净重及接口信息，具备净重、皮重、超重、零点设置、剥离、自动零点跟踪等信息提醒功能。可通过电脑键盘进行设置、标​​记和线性调整，具备定时、断电、个人信息保护和自诊断功能，可自动复制称重数据信息，支持连续指令输出数据信息，动态和静态称重数据信息可自动传输至电子计算机等。该设备可通过电脑键盘进行编程，并具有多种接口功能。可向中国海关货运物流视频监控系统提供可靠的称重数据传输，并可根据系统集成商的规定提供相关服务支持。该产品具有便捷的静态和动态称重转换功能，提醒准确，符合GB/T7724-99《称重显示控制器技术条件》。主要功能包括：剥离功能：包括手动剥离、自动剥离和数据剥离。 ●它具有累积和减少的效果，有50种分类累积。

●编码功能：可设置50组编码，用于设置皮重、计量验证的上下限、欠量、超量和识别信息。●存储功能：可记录1200组称重数据信息，存储400个车牌号码，并可进行记录和车牌号码查询。●具备数据校准功能。

●具备客户端程序编写功能。●数字时钟显示信息，具备自动生成功能。●多种复印功能，仪表盘可直接连接大多数9针、24针和80行复印机，并可使用ESC/P复印操作码完成中英文复印。

●多种接口功能。包括RS-232C接口、50mA电流环路接口和打印端口。可实现微机管理、两台计算机间通信以及在线等功能。

●采用看门狗电路确保仪表盘正常工作。●具备静态数据动态计量验证转换功能。●控制面板设有密封孔，便于进行主要参数编程、电子校准和设备管理等操作。

仪表盘性能指标的详细技术规格及使用说明。动态/静态两用称重显示仪表，静态数据测量验证、动态测量验证转换便捷：静态数据转换为动态数据，只需按住车内仪表盘上的“确定”键，再按住“4”键，仪表盘立即进入动态计量验证模式，同时主显示信息对话框动态计量验证指示灯亮起，显示动态称重平均值；退出动态称重模式时，只需按“确定”键即可。2.2.4 是电子汽车秤的关键部件，其基本构造质量直接影响电子汽车秤的精度。

电子汽车秤的基本结构分为两种类型：无深基坑和有深基坑（见图2-6）。客户需根据公司提供的合理基础工程图纸，仔细阅读相关技术标准，结合现场地质标准，委托具有土木工程设计资质的设计企业进行工程图纸设计，明确基本结构（基础深度、钢筋布置、施工放样、混凝土标线及厚度、施工顺序等），然后由客户寻找具有资质证书的工程施工公司进行施工。2.2.4.1 基础工程施工规范 a. 公司提供的基础图纸中的设计标高规格以米为单位，其他规格以毫米为单位。基本实际规格见基础数据表（1）。

表（1）中，L和W为电子汽车秤的柜体台面规格，L1、L2和W为多头秤的安装规格。b. 基本采用3:7三七石灰土，三七石灰土下方的平整土应压实，承载力（地基物理力）不小于12t/m²。如果现场地质标准无法满足此要求，则必须进行结构加固。b. 前后左右倾斜的进场道路应与基本分离工程分开施工，各道路在承受关键荷载后不得独立向下移动。

c. 确保电子货车秤不易因暴雨或其他原因被水淹没。对于深基坑，务必设置安全的排水管道通道。对于非深基坑，基本底部平面应略高于周围路面，顶部平面中部应略高，坡度为1/200，便于排水管道布置，两侧应设置完善的排水管道设施。

2.2.4.2 基础工程施工 a. 基础基坑开挖 基础基坑开挖应按照基础工程图纸进行。通常情况下，基础基坑底部应开挖至原土层。如遇冻土等特殊情况，基础基坑应开挖穿过冻土层，深度低于300mm。 b. 基础基本采用3:7三七灰土及以下三七灰土平整土进行压实。压实后进行钻孔勘探。如不符合此要求，则需采取结构加固措施。 c. 接地网的铺设及称重设备专用接地网的施工。检查安装图纸。“称重设备专用接地网”工程图纸中规定的称重设备专用接地网，在施工过程中应采用角铁或镀锌扁钢进行焊接。节点用 16 号细铁丝牢固地连接在一起，接地网接地线的电阻小于 4Ω。

如果接线端子位于秤体上，接地网的接地装置应敷设在距G4导管1米以内；如果接线端子位于手术室，接地网上的接地装置应引入手术室。d. 基础施工企业应当按照基础工程图纸中建筑钢筋的规范和规定进行施工放线、布线和绑扎。φ为I级建筑钢筋，φ为II级建筑钢筋，每块基础板一侧底部引出一根长度约500mm、头径不小于φ10的建筑钢筋，钢筋一端与基础板内钢筋进行实心电焊连接，另一端在基础板安装完毕后，按照工程图纸焊接在基础板上，使各基础板与基础板内钢筋重叠连接。e.铺设底板的第一步：首先，用两个螺母将每个锚栓固定在底板上（见图 2-7）。锚栓的头部应露出底板上方 30 毫米。

步骤2：按照基础工程图纸中的规格及时安装基础板，各基础板管理中心规格的相对偏差（垂直、水平、直线）应在±5mm以内。步骤3：所有锚固螺钉均与基础内部建筑钢筋牢固焊接。f. 防撞座安装。所有防撞座均按照基础图纸中的规格精确定位，并与基础内部建筑钢筋牢固焊接。每个防撞座基本应能承受不低于50000N的冲击力。g. 导管敷设。客户可根据终端和主控室的具体地址敷设导管，参见基础数据表（2）。

Refer to the basic diagram for the wiring terminal in the operating room, and lay a conduit (G1, G2, G3, G4, G5) on the opposite parts of each basic board.……). ●When the terminal is operated outdoors, refer to the basic drawing, and only lay the G4 conduit. The conduit is made of φ40 hot-dip galvanized steel pipe of moderate length, and bending should be avoided as much as possible, and a 90-degree beveled pipe is not allowed.

A thin iron wire should be inserted into the pipe so that it can be used for communication cables when installing machinery and equipment. After the thin iron wire is passed through, the branch pipe should be closed to avoid falling into the dirt and other blocking the conduit. h. Concrete irrigation can be carried out after the installation of the basic slab and the impact seat is completed in time after the reinforcement of the building has been installed for one irrigation. When grouting, 250x250x100 hydraulic jack installation holes should be left in the opposite parts of the periphery of each basic plate.

During the first irrigation, 50 mm of indoor space should be left under each basic board for secondary irrigation to ensure that the plan of each basic board is on the same level surface. When irrigating once, 200mm of indoor space is basically left on both sides, which is convenient for secondary irrigation on both sides of the edge protection, and ensures that the top plan of the two sides is basically the same height as the top plan of the scale body. i. Secondary Irrigation ●Basic board Secondary Irrigation The bottom of the basic board is vacated 50mm of indoor space to carry out secondary irrigation to ensure that the plan of each basic board is on the same level surface.

Adjust the anchor screws and nuts directly under each basic board, and use a spirit level to check whether the design elevation of each basic board is consistent, so that the height-width ratio error of each basic board does not exceed 3 mm. Use a spirit level to check whether the plan of each basic board is level, ensure that the flatness of the individual basic board is within 1/500, and tighten the nuts on the top of the basic board. Thoroughly enrich the bottom end of the basic board with fine stone cement mortar without leaving any gaps.

Use the template picture to make the structure according to the drawing size, irrigate the concrete so that the upper surface of the basic board service platform is flush with the basic board surface. The basic boards of each part should be able to bear a certain bearing capacity (varies due to the different models and specifications of the multihead weigher), and there should be no cracks or downward movement in the application. ●Secondary irrigation of edge protection The basic edge protection on both sides should be poured after the scale body is installed, and the edge protection steel and pressure bars are welded firmly with the reinforcement diagram in the basic to ensure the gap between the edge protection and the scale body and the aspect ratio. Irrigation with concrete to the design level specification of the basic engineering drawings.

j. Basic maintenance After the construction of the basic project is completed, be sure to pay attention to maintenance. In order to reduce the construction cycle time and maintenance time of the project, it is allowed to add in the concrete during the construction of the project.“early strength agent”. The scale body cannot be installed when the concrete does not meet the required compressive strength.

2.2.4.3 Basic engineering acceptance of new projects The basic engineering acceptance of new projects includes the following categories: a. Use a meter ruler to check whether the length of the pit mouth conforms to the engineering drawings; b. Use a meter ruler to check whether the overall width of the pit mouth conforms to the engineering drawings; c. Check the consistency of the straight line specifications of the pit; d. Use a meter ruler to check whether the specifications of the basic board meet the requirements of the engineering drawings; e. Use a level or a fully transparent water pipe to check the flatness of each basic board; f. Use a level or tap water Check the height-to-width ratio difference between the basic boards; g. The secondary grouting should ensure that the basic board is rich and free of air pockets; h. Are other specifications consistent with the engineering drawings; i. Is there a standard for drainage pipes? ;j. Whether there is an electronic-specific grounding grid and the standard value of the grounding wire resistance; k. Whether there is a wire tube basically to the main control room; l. Whether there is a switching power supply in the control room, and whether the instrument panel switching power supply is a grounding device Wait.

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