首页 时事 民生 政务 教育 文化 科技 财富 体娱 健康 情感
更多
旅行 百科 职场 楼市 企业 乐活 学术 汽车 时尚 创业 美食 幽默 美体 文摘

卡车如何称出自己拉了多重的货

百科   2025-02-01 08:00   北京  
一般卡车拉了多少东西都是通过地磅进行称量：空车时上一次地磅，载货后再称一次，两次重量相减就能得到货物的重量。这种办法好处是称量精度高，重复性好。缺点是安装和使用成本高，占地面积大。很多繁忙的工作场所上地磅需要排队，非常影响工作效率。还有很多地方没有地磅，拉货全靠估算，一不小心就超载上路就贡献饥渴的地方财政了。
那么有没有办法让卡车自己就能称出自己装载了多重的货物呢？乍看起来在火箭能上天机器人能打仗的今天这应该是简单得不超过九年制义务教育水平的问题。不过话说回来，如果需求是确实存在，解决又很简单，那么为什么现在的卡车都没有自己称自己拉了多少货的本领呢？答案只有一个：这事没那么简单。
最直接的想法肯定是给车厢下面加个地磅不就得了！道理是这么个道理，但要考虑工程上的可行性。地磅用的是称重传感器，本质上是一个能测量某一个方向压力的东西。大部分这样的传感器有一个特点，那就是在测力的方向上能承受较大的力，但在另外两个垂直的方向则不能承受太大的力，否则会导致传感器损坏。卡车在运行时，特别是加速和刹车的时候会在前后水平方向有很大的力，通过坑洼路面抖动时也会产生严重超过量程的力，这些都会导致压力传感器的损坏。即使通过特殊的设计解决这个问题，但这种测力传感器需要将货箱和大梁切割开支撑起来，安装成本极高，这导致内卷严重的运输行业根本不可能接受。
把货箱顶起来装秤这条路行不通，那就只能在车身其它地方想办法了。另一个很容易直接想到的是在卡车的悬挂系统上想办法。汽车下面都有弹性悬挂系统，载货越多车身就被压得越低，那只要测量出来车身被压低了多少不就行了吗？理论上这没有任何问题，而且市面上也确实有一些产品通过这种方式来进行称重。通常做法是一个用滑动变阻器或者其它什么办法实现的距离测量设备，一头焊接在大梁上，另一头焊接在车桥上，当货物装载时车身被下压，大梁和车桥之间距离就缩短，通过一定公式或者曲线进行换算就得到卡车重量了。看起来很完美是不是？
然而实际上这种方式面临两个大问题。首先是这种传感器安装很困难，需要用螺栓或者焊接的方式把传感器两头分别固定在大梁和车桥上。第二个问题更致命：通过板簧悬挂的卡车存在极其严重的非线性和卡顿现象。卡顿现象就是板簧的压缩并不随着装载货物的重量连续变化，而是会出现阶梯性的突然跳变，这导致根本无法准确称量出装载货物的重量，因此这种方法也没有能大规模推广。
第三种是利用卡车板簧被压缩后的倾角变化。在板簧上装载一个倾角传感器，当车身被下压时板簧倾角发生变化从而换算出载货重量。这种办法也同样面临板簧卡顿问题，另外一个同样严重的问题是倾角传感器不仅会受到压力的影响，还会受到车辆自身姿态的影响。当汽车停放的位置稍有不平就会严重影响测量的准确性。
第四种办法是通过车身的构件受力后的应力来进行测量。首先想到的测量部位仍然是板簧。卡车的重量全部支撑在板簧上面，测量应变也是一项成熟的技术，只要在板簧上贴上应变传感器就可以，这貌似一条合理的路径。但别太乐观，只要利用板簧进行测量就会面临卡顿的情况。另外一个问题是实际使用时板簧的寿命很有限，少则半年多则两年都会进行更换。一旦更换板簧，装贴在上面的传感器就废了，必须重新进行安装，这也导致了这种方法在工程上的很大障碍。
既然测量板簧应变不可行，那有没有别的地方可以进行应变的测量呢？把握住两个原则其实就很容易选择这样的点了。首先车辆所有的重量都要尽量直接反映到测量点的形变上；其次这个点的变形应该尽量与载重成线性关系。根据这两个条件，卡车上满足的位置就只有车桥了。只要在车桥上适当的位置装贴应变片就能测量出每个车轮产生的应变，再根据简单的换算关系就能计算出每个车轮承受的压力，将其相加就能计算出卡车的载重了。
这种方法面临的困难有三个：首先，车桥的应变大大低于板簧，因此对后续信号处理电路的灵敏度、抗干扰等特性都提出了很高的要求。第二，在工程实践中需要在恶劣的环境下可靠装贴应变片，装贴后还要能经受非常恶劣的工作环境；第三，卡车的工况变化多端，温度、湿度等都有很大的差异，必须能解决在这些情况下的稳定性。其中第二个困难完全阻止了工程上的可行性。
解决的办法是将应变片用特殊的工艺进行封装，大幅度加强其强度和可靠性，同时大大简化装贴操作的要求。GH-300N传感器就是就是这样一种高性能传感器，只要在车桥靠近板簧两侧找2厘米见方的地方清理干净打磨平整，再用专用高强度胶粘贴在上面，固化后配合GC50型车载应变信号处理器就能获得良好的车载称重效果。实践证明这套系统不仅安装方便，重复性好，还有很好的线性，是目前市面上较为理想的解决方案。
除了应变测量，还有一种采用磁弹效应进行测量的技术路线近年来也颇为引人注目，有一些厂商正在开发相应的产品，不过距离真正实用化尚有一定距离。




END


更多精彩文章请点击下面“蓝字”标题查看：


《物理与工程》期刊是专注于物理教育教学研究的学术期刊，是中国科技核心期刊，1981年创刊，欢迎踊跃投稿，期刊投审稿采编平台：

http://gkwl.cbpt.cnki.net


欢迎关注

《物理与工程》微信公众号
物理与工程
《物理与工程》期刊由教育部主管，清华大学主办，教育部大学物理教指委直接领导，主编是王青教授。主要发表物理教育教学研究论文以及物理与工程中的学术论文，是中国科技核心期刊，1980年创办，1981年创刊。
 最新文章
创设高阶课堂，融入思政元素——声速的测量实验教学探索
基于TPEI法的普通物理实验（光学）课程改革实践
至少需多少人牵线，你才能联系上秦始皇？
乙巳蛇年烧脑第二季——王青主编和DeepSeek论战实录
怎么理解牛顿力学的目的、原理与有效性？
卡车如何称出自己拉了多重的货
物理学与深度学习：2024年诺贝尔物理学奖介绍
大自然的计算：从伊辛模型到生成学习
2024年诺贝尔物理学奖与学科交叉
人工智能科学家”能为科学做些什么？
灵蛇迎春，新春大吉！
乙巳蛇年烧脑第一季——惯性力有奖讨论
SciOpen第二波红包封面来啦～
德布罗意的惊人发现：相位一致原理！
顶级物理学家将在量子力学诞生之地探讨量子的未来
失踪的苏联科考站被找到了！它在世界最大冰山里埋了39年
物理老师来过一个烧脑的蛇年春节——惯性力有奖讨论
《物理与工程》春节放假通知
偶极矩及其排列构型——第52届国际物理奥林匹克竞赛理论试题1介绍
美国顶尖名校抛弃计算机基础课，All in Python！前助教：计算机系末日来临
将前端科学研究与实际工程问题融入教学——晶体缺陷的教学实践与探索
第一轮通知 | 第十六届亚太物理大会（APPC 16）
电磁场波动方程的唯一解必然满足Maxwell方程
到底什么是赝矢量？如何彻底理解角速度？
尝试用量子力学概念表述 Compton 散射的能量和动量守恒
一文读懂现代理论物理前沿在干什么
《物理与工程》2024年第3期目录
《麻省理工科技评论》发布2025年“十大突破性技术”
清华大学顾晨：2025年度国家自然科学基金
Nature社论：量子力学一百年：一场未完成的革命
如果光速逃跑，能甩开射来的激光吗？
非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管制备工艺及性能研究
宇宙尽头之后的浪漫：时间晶体中的量子人工智能
简析钢铁材料的磁学性质
马斯克CES“未来宣言”：3年内AI完成所有认知任务、50万机器人投产、首艘载人飞船奔赴火星
三种测量三棱镜折射率方法的讨论
我国近代物理学奠基人，如何推动中国走向“学术独立”？
清华大学顾晨：激光微重力仪
基于火积理论对热管传热效率最优化问题的讨论
创业不顺的他把手伸向了十万伏的高压...
磁矩测量的学问之宏观篇
SpaceX 猛禽3火箭发动机解析
AI时代，未来的量子计算长什么样？
具身智能安全及其治理
一种确定太阳电池特征参数的实验方法
不能把大学教室变成老师的审讯室
方爱平：坚守二十载，育物理英才
AI 的下一个前沿是物理！黄仁勋圈重点的世界模型平台是个啥？
一种可用于大学物理实验的开放式相变过程探究与相变潜热测量实验装置的探索
粉碎光子
 分类
时事
民生
政务
教育
文化
科技
财富
体娱
健康
情感
旅行
百科
职场
楼市
企业
乐活
学术
汽车
时尚
创业
美食
幽默
美体
文摘
 原创标签
时事 社会 财经 军事 教育 体育 科技 汽车 科学 房产 搞笑 综艺 明星 音乐 动漫 游戏 时尚 健康 旅游 美食 生活 摄影 宠物 职场 育儿 情感 小说 曲艺 文化 历史 三农 文学 娱乐 电影 视频 图片 新闻 宗教 电视剧 纪录片 广告创意 壁纸头像 心灵鸡汤 星座命理 教育培训 艺术文化 金融财经 健康医疗 美妆时尚 餐饮美食 母婴育儿 社会新闻 工业农业 时事政治 星座占卜 幽默笑话 独立短篇 连载作品 文化历史 科技互联网
 发布位置
广东 北京 山东 江苏 河南 浙江 山西 福建 河北 上海 四川 陕西 湖南 安徽 湖北 内蒙古 江西 云南 广西 甘肃 辽宁 黑龙江 贵州 新疆 重庆 吉林 天津 海南 青海 宁夏 西藏 香港 澳门 台湾 美国 加拿大 澳大利亚 日本 新加坡 英国 西班牙 新西兰 韩国 泰国 法国 德国 意大利 缅甸 菲律宾 马来西亚 越南 荷兰 柬埔寨 俄罗斯 巴西 智利 卢森堡 芬兰 瑞典 比利时 瑞士 土耳其 斐济 挪威 朝鲜 尼日利亚 阿根廷 匈牙利 爱尔兰 印度 老挝 葡萄牙 乌克兰 印度尼西亚 哈萨克斯坦 塔吉克斯坦 希腊 南非 蒙古 奥地利 肯尼亚 加纳 丹麦 津巴布韦 埃及 坦桑尼亚 捷克 阿联酋 安哥拉