高速公路計重收費系統(tǒng)中輪軸識別器改進設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：高速公路管理局采用計重收費系統(tǒng)，實行以車輛軸型結(jié)合重量的方式收取車輛過路費用。為了提高工作效率，針對目前車輛輪軸識別率比較低并且在使用中容易被燒壞的問題，本文采用對該新的硬件系統(tǒng)中的原有電源模塊和其它硬件電路進行改進的方法來解決上述問題。現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)表明：改進后的輪軸識別器不僅識別率大大提高，已達到99％以上，而且使用壽命延長，應(yīng)用穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞：輪軸識別；計重收費；電源；運算放大器

自計重收費系統(tǒng)實行以來，高速公路管理局不僅對車輛軸型識別率要求很高，而且要求設(shè)備使用期較長，以此保證車輛正常通過收費站。而原輪軸識別器，需要經(jīng)常維護，不僅成本高，而且電路板經(jīng)常被燒壞，識別率比較低，影響收費站工作效率。針對電路板經(jīng)常被燒壞的問題，筆者從電源硬件電路著手進行改進設(shè)計，如：加上了壓敏電阻和熱敏電阻。針對識別率低的問題，對硬件電路進行改進設(shè)計，如：添加了模擬放大電路模塊。

1 電源電路的改進
在現(xiàn)場使用中，電路板經(jīng)常出現(xiàn)燒壞，尤其是在打雷、閃電之后，分析其原因，對電源電路進行改進。
其原電路圖如圖1所示，而改進后的電路圖如圖2所示。

由兩個電路圖比較可以發(fā)現(xiàn)，改進后的電源在插座的一端接入了一個壓敏電阻而不是直接接入大地，在另一端和電容C1也并上了一個壓敏電阻之后串聯(lián)了一個正的熱敏電阻。壓敏電阻是一種在一定電流電壓范圍內(nèi)其電阻值隨電壓而變的電阻，而當(dāng)它兩端的電壓超過它的閾值時，流過它的電流激增，相當(dāng)于閾門打開，從而可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常高壓，保護電路免遭過高電壓的損害。正的熱敏電阻在工作中，其溫度與其他元件的溫度相近，串聯(lián)在電路中不會阻礙電流通過，但當(dāng)電路突然出現(xiàn)過電流時，熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導(dǎo)致其溫度上升，當(dāng)溫度超過開關(guān)溫度時，電阻瞬間會劇增，導(dǎo)致電路中的電流會迅速減少到安全值，從而起到保護電路免受突然增加的電流而損壞。
由以上可知，電路經(jīng)常被燒壞，基本上都是由電路電源提供的電壓突然增大或電流突然增大造成的，尤其是打雷閃電。本設(shè)計就是從源頭上避免這種電壓電流增大造成的損壞。

2 輪軸識別器硬件電路改進
在現(xiàn)場使用中，輪軸識別器識別出的軸數(shù)經(jīng)常出現(xiàn)丟軸少軸的現(xiàn)象，識別率比較低，在車多時經(jīng)常出現(xiàn)卡死等現(xiàn)象，影響工作效率，分析其整個電路工作過程，對其硬件電路進行改進。