高速公路計重收費系統(tǒng)中輪軸識別器改進(jìn)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(jìn)行改進(jìn)的方法來解決上述問題?，F(xiàn)場實測數(shù)據(jù)表明：改進(jìn)后的輪軸識別器不僅識別率大大提高，已達(dá)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(jìn)行改進(jìn)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(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，如：添加了模擬放大電路模塊。

1 電源電路的改進(jìn)
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(jìn)行改進(jìn)。
其原電路圖如圖1所示，而改進(jìn)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(jìn)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(jìn)
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(jìn)行改進(jìn)。