【正文】 。此數(shù)據(jù)采集應(yīng)保證所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。模擬信號(hào)處理，主要涉及到改善傳感器輸出的模擬信號(hào)的質(zhì)量而采用的一系列措施，如放大、濾波、函數(shù)擬和、非線(xiàn)性補(bǔ)償、信號(hào)的壓縮與展開(kāi)等，模擬信號(hào)處理后，需要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字量以便于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作進(jìn)一步的處理、分析和存儲(chǔ)等操作。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集如圖 22 所示是指將速度、加速度、壓力等模擬量采集、經(jīng)過(guò)處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳入計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和輸出結(jié)果的過(guò)程。綜合環(huán)境、使用條件要求和性?xún)r(jià)比等技術(shù)指標(biāo)，我們?cè)趯?shí)踐中選擇電阻應(yīng)變片式壓力傳感器。（5）傳感器型號(hào)傳感器型號(hào)的選擇要考慮各種類(lèi)型傳感器的適用范圍。并聯(lián)后，其誤差相互抵消了一部分，所以總的綜合誤差反而小了。則總的綜合誤差反而小了。（3）準(zhǔn)確度的選擇稱(chēng)重傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇，以滿(mǎn)足稱(chēng)重系統(tǒng)的準(zhǔn)確度要求為準(zhǔn)，切不可片面追求高的準(zhǔn)確度等級(jí)。選擇傳感器要考慮以下幾點(diǎn)：（1）數(shù)量的選擇根據(jù)電子稱(chēng)重系統(tǒng)的用途、稱(chēng)重板需要支撐點(diǎn)數(shù)而定，一般講稱(chēng)重板有幾個(gè)支撐點(diǎn)就選擇幾個(gè)傳感器，使用時(shí)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定；（2）量程的選擇根據(jù)被測(cè)壓力的大小確定傳感器的量程。它將車(chē)重信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，其性能好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)量精度和穩(wěn)定性。金屬板的底部附著數(shù)量不等分布平衡的壓力傳感器，剛性的金屬板使車(chē)輛稱(chēng)重軸作用于板上，稱(chēng)重軸的重量通過(guò)金屬板傳遞到壓力傳感器，經(jīng)過(guò)壓力傳感器以后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳入稱(chēng)重系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。（6）可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)是硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可缺少的一部分，它包括芯片、器件選擇、印刷電路板布線(xiàn)、通道隔離等等。而且這種不可靠很難通過(guò)一般的測(cè)試手段來(lái)確定。（5）在電路設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮應(yīng)用系統(tǒng)各部分的驅(qū)動(dòng)能力。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)；（2）盡量選用功能強(qiáng)、集成度高的芯片；（3）系統(tǒng)擴(kuò)展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿(mǎn)足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)；（4）硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一起考慮，硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會(huì)產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件實(shí)現(xiàn)，以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)。其次還有一些輔助的硬件設(shè)備，我們只做簡(jiǎn)單的介紹。 本章小結(jié)本章主要闡述了用于公路路政部門(mén)測(cè)量行駛車(chē)輛的動(dòng)態(tài)重量值、速度等相關(guān)參數(shù)的公路車(chē)載動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的研究目的和意義，通過(guò)分析目前關(guān)于公路車(chē)載動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的國(guó)外和國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀，進(jìn)而探討公路車(chē)載動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，最后提出了本課題研究所需要做的主要工作。由于智能算法的局限性，以及稱(chēng)重模型的非線(xiàn)性等問(wèn)題，所以本問(wèn)經(jīng)過(guò)智能算法優(yōu)化控制的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)還具有較大的誤差。本課題研究主要從稱(chēng)重精度方面著手，通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重時(shí)的干擾因素分析來(lái)提高稱(chēng)重精度，鑒于影響動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的干擾因素很多，而且這些因素之間不存在確切的函數(shù)關(guān)系。（3）沒(méi)有一個(gè)確定的公式、函數(shù)或依據(jù)來(lái)計(jì)算動(dòng)態(tài)稱(chēng)重車(chē)輛的真實(shí)軸重值。（2）缺乏對(duì)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的研究，至今動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)設(shè)計(jì)仍沿用靜態(tài)稱(chēng)重設(shè)計(jì)方法。 本文研究的主要內(nèi)容及工作簡(jiǎn)述綜上所述，現(xiàn)行的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)經(jīng)過(guò)幾十年的研究，仍沒(méi)有取得令人滿(mǎn)意的進(jìn)展。這就需要不斷的改進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即在不影響測(cè)量速度和精度的前提下，要盡量減少占地面積工程造價(jià)和安裝要求，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮短工期，最好能不影響公路的正常運(yùn)行。所以國(guó)內(nèi)的科研人員也可以在引進(jìn)的技術(shù)中加以突破或者研制出具有自我知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)，在一定的精度保證下，降低價(jià)格，不斷提高汽車(chē)的通行速度。但是隨著不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的普及，就要求在更高的汽車(chē)通行速度下準(zhǔn)確測(cè)量，目前現(xiàn)有應(yīng)用的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)就不能符合要求。國(guó)內(nèi)研制出的固定式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的軸重誤差通常為（5%10%），但是在有些場(chǎng)合還是不能滿(mǎn)足，提高準(zhǔn)確度是動(dòng)態(tài)稱(chēng)重技術(shù)的迫切需要。同時(shí)，動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外都處于比較前沿的位置，技術(shù)都還沒(méi)有完全成熟，特別是測(cè)量的精度、汽車(chē)的通行速度、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三方面都需要很大的改進(jìn)。這對(duì)公路建設(shè)與管理有著極為重要的意義，同時(shí)對(duì)車(chē)輛運(yùn)輸現(xiàn)代化管理也有較大的促進(jìn)作用。 公路車(chē)載動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)綜上所述，對(duì)于所謂的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重就是測(cè)量行使車(chē)輛的動(dòng)態(tài)輪胎受力并計(jì)算相應(yīng)的靜態(tài)車(chē)輛重量的過(guò)程：一個(gè)公路動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)是一套傳感器和支持儀器，用來(lái)測(cè)量在特定地點(diǎn)和特定時(shí)間一輛行駛車(chē)輛的出現(xiàn)及其動(dòng)態(tài)輪胎受力，計(jì)算車(chē)輛的重量、車(chē)速、軸距、車(chē)輛類(lèi)型以及有關(guān)車(chē)輛的其它參數(shù)并且處理好顯示和存儲(chǔ)這些信息。在安裝條件很好的情況下，能使統(tǒng)計(jì)平均誤差控制在 15%左右1991英 國(guó)Vebetek5 已經(jīng)改型為 Vibetek201994德 國(guó)在中國(guó)舉行的“國(guó)際交通自動(dòng)化技術(shù)會(huì)議”上，展示了采用平板式傳感器的 SAW100 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)及在自動(dòng)收費(fèi)站的應(yīng)用1998瑞典著名的 CET（Cold Environment Test）測(cè)試，結(jié)果表明德國(guó) PAT、瑞士 Kistler、美國(guó) Mikros 等公司的稱(chēng)重產(chǎn)品處于領(lǐng)先水平2000ITS 年會(huì)上展出了由美國(guó) MSI 公司開(kāi)發(fā)的共聚物壓電軸傳感器，可以同時(shí)測(cè)量車(chē)速、車(chē)軸數(shù)、軸距并進(jìn)行車(chē)型分類(lèi)和動(dòng)態(tài)稱(chēng)重目前，國(guó)內(nèi)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重研究缺乏對(duì)影響汽車(chē)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的干擾因素做系統(tǒng)分析，檢測(cè)時(shí)又要求信號(hào)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間衰減達(dá)到穩(wěn)定后開(kāi)始測(cè)量，使得稱(chēng)重物往往需要較長(zhǎng)的受荷板或受制于較低的汽車(chē)通過(guò)速度，檢測(cè)精度也不高，一般平均誤差從+5% +30%不等，相應(yīng)的置信度為 90%或 95%。表 11 國(guó)外一些國(guó)家動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的研究歷程和成果展示Tab 11 research process and production revelation of weighinmotion system in foreign cuntries時(shí)間（年）國(guó) 家動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的研究發(fā)展及其突破1958美 國(guó)開(kāi)始了為期 16 年的 WIM 系統(tǒng)的研究1968西 德PAT 公司開(kāi)始平板式動(dòng)態(tài)車(chē)輛稱(chēng)重器的研究1974美 國(guó)首次在車(chē)輛載荷研究中使用了 WIM 系統(tǒng)1974法 國(guó)取得了一項(xiàng)版電纜動(dòng)態(tài)車(chē)輛稱(chēng)重器的專(zhuān)利，即Vibracoax1983法 國(guó)Vibracoax 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)在法國(guó)投入使用1983美 國(guó)壓電材料用作動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的研究在美國(guó)開(kāi)始；同年 9月，美國(guó)聯(lián)邦公路管理總署提議開(kāi)始研究“低成本動(dòng)態(tài)車(chē)輛稱(chēng)重系統(tǒng)”1984美 國(guó)36 個(gè)州均安裝了 WIM 系統(tǒng)1985美 國(guó)“低成本動(dòng)態(tài)稱(chēng)量系統(tǒng)” 在現(xiàn)場(chǎng)投入運(yùn)行并交美國(guó)聯(lián)邦公路部署推廣使用1988英 國(guó)研究了一種性能優(yōu)于 Vibracoax 的新型稱(chēng)重壓電傳感器 Vebetek51990西 德PAT 的平板式傳感器性能較理想。云南航天新技術(shù)工程有限公司引進(jìn)其技術(shù)并于 1999 年 8 月獲得了國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局的《計(jì)量器具型式批準(zhǔn)證書(shū)》。我國(guó)于 20 世紀(jì) 80 年代出現(xiàn)了帶基坑和無(wú)基坑兩種電子汽車(chē)衡，1994 年一種動(dòng)、靜態(tài)兩用電子軌道衡在太原鋼鐵公司通過(guò)了鑒定，該產(chǎn)品集動(dòng)態(tài)和靜態(tài)軌道衡的優(yōu)點(diǎn)于一身，較好地解決了檢測(cè)精度與汽車(chē)通過(guò)時(shí)速度之間的矛盾。為了避免超限超載車(chē)輛引發(fā)的一系列危害，歐洲、美國(guó)、日本、加拿大等一些國(guó)家從上個(gè)世