【正文】 本論文的不足之處，所設(shè)計的控制系統(tǒng)未加以仿真，理論的成功不代表其實用性，需要對其進行檢測。 A/D初始化選擇通道并啟動轉(zhuǎn)化等待轉(zhuǎn)化結(jié)束 N Y 讀入轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)并存儲結(jié)束 A/D轉(zhuǎn)化流程圖 報警模塊設(shè)計當電路檢測到汽車承載的壓力超過額定值時，將產(chǎn)生一個信號給報警電路。 電阻應(yīng)變式傳感器測量電路與放大電路 霍爾效應(yīng)式輪速傳感器測量電路與單片機接口 80C51單片機最小系統(tǒng) ADC0809與80C51接口 報警電路（2） 控制過程的實現(xiàn) 在點火接通電火開關(guān)線路處接一可控電流開關(guān)，與報警電路（VL閃光電路）端相連接，當電流信號達到一定值時，揚聲器報警。次級繞組中感應(yīng)出的電壓，稱為二次電壓，其中通過的電流稱為二次電流，二次電流流過的電路稱為二次電路。電容器并聯(lián)在斷電器觸電之間。 報警器控制電路該超載控制報警器是由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路、電子開關(guān)、聲音報警器和閃光燈報警器組成。作輸入口使用時要先寫 1，這就是準雙向的含義。 （30 腳）：地址鎖存允許信號端。最高允許振蕩頻率為 12MHz。每一個單片機包括： （1）一個 8 位的微處理器（CPU）。 ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可處理 8 路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出功能，既可與各種微處理器相連，也可單獨工作，輸入輸出兼容 TTL。有的A/D 轉(zhuǎn)換器提供兩個輸入引腳，不同量程范圍內(nèi)的模擬量可從不同引腳輸入。A/D 轉(zhuǎn)換器決定分辨率的高低。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，將逐次逼近寄存器中的數(shù)字量送入緩沖寄存器，得到數(shù)字量的輸出。只有用到模擬量輸入通道，顯然本文的設(shè)計需要A/D轉(zhuǎn)化傳感器模擬信號，以便后面的信號顯示與判斷。 為了實現(xiàn)信號的放大，： 利用高精度低漂移運放設(shè)計的差動放大器 （1） 前級采用運放Al和A2組成并聯(lián)型差動放大器。此信號還需由電子電路轉(zhuǎn)換成標準的脈沖電壓。該電場組織運動電子的繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，當電子作用在運動電子上的力與洛侖茲力相等時，電子的積累便達到動態(tài)平衡。 而霍爾效應(yīng)式輪速傳感器能克服電磁式輪速傳感器的不足，具有輸出信號不受轉(zhuǎn)速影響、頻率響應(yīng)高、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點。 電阻應(yīng)變式傳感器的安裝 根據(jù)對車架的受力分析，電阻應(yīng)變片安放在車架的所受最大應(yīng)力處，即發(fā)動機后懸置橫梁與縱梁的連接處。對于單臂電橋,： 直流電橋 當電橋平衡時,相對的兩臂電阻乘積相等,即： 設(shè)橋臂比 由于,分母中可忽略，于是： 電橋電壓靈敏度定義為： 從上式分析發(fā)現(xiàn)：?橋電壓靈敏度正比于電橋供電電壓。 電阻應(yīng)變式傳感器工作原理及測量電路 電阻應(yīng)變片式傳感器包括兩個主要部分：一個是將被測的力轉(zhuǎn)換為彈性體的應(yīng)變值的敏感彈性元件。依據(jù)經(jīng)驗，在傳感器 50%左右的量程內(nèi)工作比較理想，這樣就避免了如果遇到有較大沖擊力而不至于傳感器因為超出其測量的范圍而被損壞，所以遇到有較大沖擊力的稱重系統(tǒng)，一般要擴大傳感器量程進行選擇，一般都會擴大傳感器量程來選擇合適的設(shè)計所需的傳感器，根據(jù)經(jīng)驗一般使得傳感器在 20%到 30%的量程的之內(nèi)工作，這樣就使得傳感器儲存量得到了很好的保證，最后的結(jié)果是不僅延長了傳感器的使用時間，而且還能在使用的過程中保證其安全和可靠。傳感器動態(tài)特性是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠遠不夠了。 節(jié)點位移場分布等值線圖 車架受力結(jié)果分析 由車架的位移場分布等值線圖可知車架后部和左側(cè)前鋼板彈簧滑板端變形量比較大，最大節(jié)點位移仍然出現(xiàn)在車架后部。根據(jù)實際情況，我們選擇SOLID92單元作為車架裝配體所有零件分網(wǎng)時的單元賦予類型。軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。(5)有限元分析方法最終的目的是，讓工程項目快速的解決，因些有限元分析不能在計算機中模擬計算的太慢。（3）支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計 Pro/E支持大型、復(fù)雜組合件的構(gòu)造和管理，可以利用一些直觀的命令，如“嚙合”、“插入”、“對齊”等，將基本零件裝配起來，形成組合件?？v梁長6700mm，最大剖面尺寸為：235758mm（高寬厚）。 （4）設(shè)計合理的報警系統(tǒng)，并能使汽車在超載情況下不能正常啟動。所以目前國內(nèi)在研究的同時，也積極引進國外關(guān)于超載檢測的技術(shù)，如南京長江二橋上安裝的汽車稱重系統(tǒng)，該系統(tǒng)就屬于典型國外高精度產(chǎn)品，但這類產(chǎn)品開發(fā)代價太高，在我國實現(xiàn)推廣不切實際，同時還存在超限標準與我國實際情況不一致等問題。國外卡車多采用空氣彈簧，車輛超載不能行駛。在高速公路收費站設(shè)有電子秤測量軸載。 而在近幾年，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，我國現(xiàn)代交通運輸業(yè)取得了快速發(fā)展。與此同時，道路交通事故卻頻頻發(fā)生。大型貨車還要安裝貨物自動測重儀。在裝卸、搬運的過程中其附屬設(shè)施已嚴格地限制了超載超限情況的發(fā)生，比如集裝箱運輸車，由貨場的吊車的起重量限制了車輛的載貨量；加大監(jiān)控力度，在路口設(shè)置超載檢測設(shè)備，檢測車輛是否超載；制定相應(yīng)法規(guī)，嚴厲制裁超載相關(guān)人員。 本論文主要內(nèi)容 本論文涉及一基于單片機設(shè)計的機車超載檢測系統(tǒng)，選擇載重汽車EQ1090E為研究對象，首先利用Ansys軟件對其車架進行受力分析，找出其最大受力處。2 汽車車架的受力分析汽車車架俗稱“大梁”。由于Pro/E強大的建模建模能力及導(dǎo)入到ANSYS中非常容易，所以選擇在Pro/E的環(huán)境下實體建模。（4）整個設(shè)計環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)完全相關(guān) 在整個設(shè)計過程，Pro/E各個模塊共享模型的數(shù)據(jù)庫文件，在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處數(shù)據(jù)修改了，整個設(shè)計中的所有相關(guān)數(shù)據(jù)也隨之自動修改。 有限元分析軟件主要是在50前發(fā)展起來的，它們的由來也是因為有限元方法的發(fā)展而來的。 （1）前處理模塊前處理模塊提供了一個強大的實體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型。 （2）定義材料屬性，車架的材料為16Mn ，1011Pa，103 Kg/m3。從應(yīng)力場分布等值線圖可以看出，應(yīng)力主要集中在發(fā)動機后懸置橫梁與縱梁的連接處和第七橫梁與縱梁的連接處，在發(fā)動機后懸置橫梁與縱梁的連接處的應(yīng)力值最大。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應(yīng)來表示。 （2）準確度的選擇 傳感器準確度等級的選擇，主要依據(jù)系統(tǒng)的準確度要求為準，而不能片面追求高的準確度等級。另一個是同步地轉(zhuǎn)換傳感器的一個彈性體的應(yīng)變?yōu)殡娮柚底兓碾娮钁?yīng)變計。?電橋電壓靈敏度是橋臂電阻比值n的函數(shù)，必須恰當?shù)倪x擇n的值，保證電橋具有較高的靈敏度由： 求的最大值，由此得 求得n＝1時，最大。隨著大梁的彈性變形的改變，電阻應(yīng)變片輸出信號的強度也隨之變化，超載控制系統(tǒng)接收此信號，并進行相應(yīng)的檢測分析，判定車輛是否超載。霍爾器件具有結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕的優(yōu)點。在薄片兩橫斷面之間建立電場，相應(yīng)的電勢稱為霍爾電勢，其大小可用下式表示： （V）式中 ——霍爾系數(shù)，； I——控制電流，A； B——磁感應(yīng)強度，T； D——霍爾元件厚度，m。此電壓輸出給電子控制裝置，電子控制裝置以此作為計算輪速和汽車的參考速度。理論上不難證明，存運算放大器為理想的情況下，并聯(lián)型差動放人器的輸入阻抗為無窮人，共模抑制比也為無窮人。 A/D轉(zhuǎn)換原理（1）逐次逼近法逐次逼近式A/D是比較常見的一種A/D轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換的時間為微秒級。逐次逼近的操作過程是在一個控制電路的控制下進行的。在系統(tǒng)中，A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率應(yīng)比系統(tǒng)允許引用誤差高一倍以上。 （5）A/D 轉(zhuǎn)換器的啟動轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換結(jié)束。其主要特性如下： ?8路8位A/D轉(zhuǎn)換器； ?單個＋5V電源供電；?模擬輸入電壓范圍：0～＋5V，不需零點和滿刻度校準。 （2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM(128B/256B)，用以存放可以讀/寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等。 80C51單片機引腳及其功能該型號單片機亦是采用 40 腳雙列直插封裝（DIP）方式。當 80C51 上電正常工作后，ALE 引腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。P1 口（～，1～8 腳）：P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準雙向 I/O 端口。（1） 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路是由時基集成電路NE555，電阻、電容器、和電位器組成。點火線圈次級繞組的一端在點火線圈內(nèi)與初級繞組相連，另一端經(jīng)高壓導(dǎo)線接分電器蓋的中心電極。在斷電器觸點分開的瞬間，二次電路中分火頭恰好與側(cè)電極對準，二次電流從點火線圈的次級繞組，經(jīng)蓄電池正極、蓄電池、搭鐵、火花塞側(cè)電極、火花塞中心電極、高壓導(dǎo)線、配電器流回次級繞組。同時VL