压电石英称重传感器在汽车衡中的应用

石英晶体敏感元件及压电石英称重传感器在汽车衡中的应用主要有两种方式。一种是利用多个垫圈式压电石英称重传感器组装成薄形电子轮重、轴重秤或条形称重板。一种是利用多个石英晶体片和电极板直接安装在特制的梁式承载器内，形成专用的压电石英称重传感器，将其埋在公路表面截面为 50×50mm的长槽内，形成动态公路车辆轴重秤。瑞士 Kistler（奇石乐）公司研制的石英晶体动态称重传感器就是这种应用的典型代表。它的总体结构如同 1m 长的工字梁，所不同的是工字梁的腹板为圆形空心截面，实际上其空心是由平行于工字梁上下翼缘的两个平面形成的矩形通孔。

多个石英晶体片在梁式称重传感器内的安装及所施加的预紧力的大小，对称重传感器的性能影响较大，应有严格的装配要求和装配工艺。装配时首先沿梁式称重传感器的水平对称轴，对圆形腹板施加水平力 P，使腹板变形，矩形通孔高度增大。在梁长 1m 的范围内，先插入电极板，再每隔50mm 插入一个石英晶体片。然后卸掉水平力 P，此时石英晶体片已被施加上预紧力，并得到了很好的保护和密封。利用称重传感器内部的沟槽从中间引出低噪声的同轴电缆，接入与其配套的动态称重仪表就可实现公路车辆动态称重。

压电石英梁式称重传感器在应用时必须埋在路面下，梁的上表面为载荷测量面，下表面安放在公路基础上为支撑面。由于在高速公路上行驶的车辆，在路面上产生的水平力可能与垂直力的大小相当。为保证动态称量的准确度，应对梁式称重传感器与路面采取隔离措施，尽量消除或减少水平力的影响，以获得高质量的信号脉冲形状和可重复的测量结果。例如：在梁式称重传感器埋入地面时，采用窄条柔软泡沫围绕上部整个周边，将称重传感器与水平力隔离，采用 75%石英沙和 25%环 氧树脂混合物固定称重传感器本体等。由于压电石英梁式称重传感器测量表面的宽度比车辆轮胎的印迹窄，重量信号必须沿车轮接触长度积分。因此，称重传感器的性能主要取决于积分时段内信号质量的稳定性和称重传感器与路面相互作用的长期稳定性。为提高动态称重的准确度，一般都采用排列多个称重传感器求动态称量平均值的方法。 

压电石英称重传感器在汽车衡中的应用