"Как взвесить автомобиль."

Классификацию весов для взвешивания автомобилей можно произвести по различным признакам. По типу взвешивающего устройства весы подразделяются на механические, электронные, электромеханические, гидравлические, пневматические и другие. Наибольшее распространение получили электронные и механические весы.

По конструктивному признаку - на весы, предназначенные для взвешивания всего автомобиля целиком, и весы для поэлементного взвешивания. Первые, как правило, используются для стационарного взвешивания. Погрешность взвешивания на них не превышает 0,1%. что делает возможным применение весов для коммерческого взвешивания с отражением результатов в коммерческих документах. Вторые помимо стационарного взвешивания используются для взвешивания в движении, их точность в последнем случае будет ниже, а значит, они могут применяться только для оценки массы автомобиля. Рассмотрим принцип устройства механических и электронных весов, особенности их монтажа и поверки.

Механические весы

В России наиболее распространены механические автомобильные весы.

В советское время армавирский завод "Весоизмеритель" при отсутствии предложения электронных весов производил их до двухсот в день. Кроме этого, у механики были и есть свои преимущества. Они работают в широком диапазоне температур, при этом погрешность взвешивания составляет 1/4000. Существенная доля выпускаемых механических весов отправлялась на импорт в страны бывшего соцлагеря.

По сравнению с уровнем объемов выпуска 80-х годов в настоящее время производство механических весов можно считать свернутым. Выпускаются около десятка весов в месяц и в основном под конкретный заказ. Причины этого следующие. Первая - экономическая - высокая стоимость монтажных работ. Для установки механических весов требуется вырыть углубление глубиной от 50 до 200 см и площадью, равной площади платформы весов. Такая глубина необходима, чтобы установить рычажную систему, преобразующую усилия. Таким образом, несмотря на существенно меньшую стоимость механических весов, стоимость их установки становится сопоставимой со стоимостью электронных весов, монтаж которых выполняется легче.

Вторая причина резкого снижения спроса на механические весы заключается в невозможности автоматизации процесса взвешивания и документирования его результатов. Цикл взвешивания на электронных весах длится не более 10 секунд, после чего результат в численном виде может быть передан в базу данных, установленную на компьютере, и оперативно востребован системой управления любого уровня. В случае же работы с механическими весами требуется участие человека, который должен оценить и записать результат взвешивания в тетрадь или внести его в базу данных компьютера, что не исключает махинаций.

Сегодня предпринимаются усилия, в том числе и разработчиками весов, чтобы исправить последний недостаток механических весов.

Способ автоматизации механических весов, предлагаемый производителем весов, более надежен, но пугает потребителя своей сложностью. Суть его состоит в следующем. На оси циферблатного указателя закреплен диск из прозрачного полистирола с нанесенной кодовой маской, состоящей из одиннадцати концентрических кодовых дорожек. Они образованы прозрачными и непрозрачными для ИК-излучения участками. Кодовая маска является отображением циклического кода Грея. При повороте диска кодовая комбинация из темных и светлых участков, которую можно обнаружить вдоль радиуса, изменяется и считывается с помощью фотодатчиков. Затем код расшифровывается и передается в ЭВМ.

На рынке можно встретить и другое решение, называемое "модернизацией механических весов". В тягу механических весов встраивается датчик веса. Если раньше такой способ "модернизации" применяли многие именитые фирмы, то теперь от этого отказываются. Причина в том, что погрешность взвешивания механических весов со временем увеличивается из-за стачивания острых призм. Встройка датчика с характерной для него (и порой достигающей значительной величины) погрешностью измерений просто выводит "модернизированные" весы в разряд оценочных.

Ведущие производители электронных весов предлагают модернизацию механических весов иного рода. Она предполагает достраивание фундамента весов так. чтобы платформа опиралась на тензодатчики. Погрешность взвешивания в этом случае может даже снизиться, если инженерный расчет произведен грамотно. Заказчик таким образом экономит на стоимости платформы и ее доставки. Подобную модернизацию могут осуществлять и фирмы, не имеющие своей производственной базы.

Весы для статического взвешивания. Два типа платформы.

Самый распространенный тип электронных автомобильных весов - весы для статического взвешивания. Автомобиль помещается на платформу весов полностью. Измерение производится при условии полной остановки автомобиля на платформе весов. Статистика показывает, что время измерения массы автомобиля на таких весах занимает всего 10-15 секунд. Класс точности таких весов - третий, что позволяет производить коммерческое взвешивание автотранспорта.

Наиболее часто встречаются многосекционные автомобильные весы. Их грузоприемная платформа состоит из нескольких секций, скрепленных между собой. По углам платформы и в точках соединения секций установлены датчики.

Другой разновидностью весов для стационарного взвешивания являются односекционные весы. В этих весах, как правило, используются четыре датчика, расположенные по углам платформы. Для обеспечения хороших метрологических характеристик платформа должна быть жесткой и не прогибаться. Это позволяет не изготавливать специальный заливной фундамент, а производить монтаж на стандартные бетонные плиты. Правда, установка под датчики бетонных подпятков, уходящих на глубину промерзания грунта, что рекомендуют делать специалисты финской фирмы Pivotex, не помешает. Новый вид весовых платформ компания Pivotex производит из вспененного железобетона. При изготовлении таких платформ бетонный раствор заливается в ванну, в которой находится в напряженном состоянии металлическая арматура. В результате железобетонные плиты получаются одновременно прочными и легкими.

Ведущая российская фирма, которая производит такой тип автомобильных весов, - петербургская компания "ПетроВЕС". Платформа автомобильных весов этой компании может достигать 18 метров.

Ростовская компания "Тензор" предлагает весы, платформа которых выполнена из стандартной железнодорожной платформы длиной 15 метров с небольшими усовершенствованиями. У компании имеется опыт изготовления платформы в регионе расположения заказчика.

В обоих типах весов датчики не скреплены жестко с платформой во избежание касательных нагрузок, способных привести к разрушению датчика. Схема работы таких весов следующая. Сигналы, поступающие от датчиков, передаются в соединительный короб, один для всех датчиков, где и обрабатываются. Далее сигнал передается в блок индикации и управления весами, где из аналогового преобразуется в цифровой и далее по стандартным интерфейсам может быть передан в компьютер.

В этой схеме возможны и изменения. При передаче аналогового сигнала нельзя полностью исключить влияние помех. Поэтому международный концерн "МЕТТЛЕР ТОЛЕДО" использует в автомобильных весах тензодатчик DigiTOL, в герметичном корпусе которого сразу происходит преобразование сигнала в цифровой. Отечественная компания "Метра" предлагает покупателям цифровой тензопреобразователь стоимостью около 200 долларов, к которому можно подключить до четырех датчиков. К весовому индикатору сигнал передается в цифровом виде.

Датчик - сердце весов.

Высота платформы весов зависит от конструкции узла встройки тензодатчика. На рынке можно встретить весы с высотой платформы 300-350 мм. Фирмы - производители весов применяют в основном собственные датчики. Например, фирма "Тензо-М" использует тензодатчики сжатия М-70 и М-100, внесенные в Государственный реестр, которые она разработала самостоятельно пять лет назад. Собственные самоцентрирующиеся датчики также применяют петербургская фирма "ПетроВЕС" и кемеровская "Промавтоматика". а "Сибтензоприбор" - датчики, разработанные отраслевым НИИ. Фирма "Тензор" из Ростова-на-Дону использует датчики растяжения собственной конструкции.

Фирмы "Принтшоп". "Физтех" и "Метра" применяют покупные импортные датчики: "Принтшоп" - израильской фирмы Tedea, "Физтех" - немецкой фирмы Flintec. а "Метра" - американской компании Sensortronics. Эти датчики имеют международный сертификат соответствия требованиям OIML Кстати, и сами весы фирмы "Метра" - единственные отечественные весы - имеют этот международный сертификат.

Герметичный корпус датчика DigiTOL компании "МЕТТЛЕР ТОЛЕДО" выполнен из нержавеющей стали и заполнен инертным газом. Кабель подсоединяется к датчику с помощью влагонепроницаемого разъема байонетного типа. Датчики снабжены самоцентрирующимися опорами для устранения касательных нагрузок. На заводе каждый датчик калибруется с шагом, равным 1/100000 от номинальной нагрузки. В датчике встроены микропроцессор и ПЗУ, с помощью которых осуществляется постоянное самотестирование и цифровая термокомпенсация.

Большинство производителей указывают в своих проспектах класс защиты датчиков IP-67 и даже IP-68. Делать далеко идущие выводы из этого о качестве оборудования все же не стоит, поскольку часто цифры, обозначающие класс защиты, выполняют рекламную функцию.

Датчики большинства производителей нормируются в диапазоне температур от минус 30 до плюс 30 градусов Цельсия способом термокомпенсации - с помощью терморезисторов. Для работы тензодатчиков в более широком диапазоне температур применяются более сложные решения. Весы компании "МЕТТЛЕР ТОЛЕДО" работают в Якутии, где диапазон колебаний температуры составляет 80 градусов. Это обеспечивается применением цифровой термокомпенсации датчиков.

Оригинальную технологию изготовления весов предлагает фирма "Принтшоп" со своим партнером - израильской компанией Tedea. Датчики погружаются в герметичный кожух с жидкостью, которая при уменьшении температуры ниже порогового значения начинает подогреваться.

Платформа.

Большинство производителей используют платформу из окрашенной конструкционной стали. Со временем платформа покрывается ржавчиной, но это редко приводит к поломке весов. Фирма "Метра" может поставить весы с полностью оцинкованными платформами, что предотвращает коррозию, но увеличивает стоимость весов примерно на 10%.

Дополнительное оборудование.

Могут применяться различные системы автоматической идентификации, такие как штрихкодирование и радиочастотная идентификация для увеличения пропускной способности весов и возможности документирования операции взвешивания без участия оператора. Возможности этих методов работают эффективно при ограниченном парке автомобилей. Как вариант средства для автоматизации процесса документирования взвешивания около платформы могут быть установлены терминалы с клавиатурой. Водитель, не выходя из кабины, может занести идентификационный код машины и пароль. Автомобиль идентифицируется, его номер и результат взвешивания автоматически заносятся в базу данных.

Установка весов.

Первым этапом установки автомобильных весов является изготовление фундамента. Фундамент электронных весов представляет собой железобетонное корыто. На площади, где будет помещена платформа весов, толщина бетонного слоя составляет 30-40 см. В местах, где будут установлены датчики, ставятся столбы, уходящие на глубину промерзания грунта зимой, что предотвращает проседание платформы со временем. Пандусы для въезда автомобиля на платформу выполняются также из железобетона. Под слоем бетона располагают слои песка и гравия согласно изыскательским работам, проведенным на месте монтажа. Процедура установки фундамента занимает примерно 6 недель. За это время происходит сборка фундамента и застывание бетона.

В ряде случаев применяют также фундаменты из железобетонных плит, что выполняется с существенно меньшими временными затратами.

Доставка весов.

Доставка весовых платформ на место монтажа осуществляется автотранспортом или по железной дороге. Многосекционные весы транспортировать легче, поскольку длина модулей весом 2.5-3 тонны составляет от 5 до 8 метров. Односекционные весы транспортируются на автомобилях лишь на небольшие расстояния на специализированном транспорте, а на большие расстояния - по железной дороге.

Калибровка и поверка весов.

После того как платформы весов доставлены к месту монтажа, начинается их сборка. Датчики устанавливаются на специальные закладные элементы, которые закреплены в фундаменте. Секции зацепляются одна за другую и опускаются на датчики. Проводятся монтаж электрооборудования, подключение к терминалу. Терминал весов может находиться в отдельно стоящем отапливаемом помещении и быть удален от платформы на расстояние до десятков метров в зависимости от интерфейса соединения. Устанавливаются также специальные аксессуары - светофоры, оборудование автоматической идентификации и прочее.

После этих операций исполнитель проводит процедуру калибровки весов при помощи эталонных грузов-чушек или специальных весоповеряющих машин. Ведущие российские производители располагают собственными эталонными грузами, которыми пользуются, если место монтажа находится в своем или соседнем регионе. Фирма "Тензор" из Ростова сертифицировала безгирный весоповерочный комплекс СТД.БП, который доставляется на место монтажа весов на автомобиле. После процедуры калибровки выполняется поверка весов в присутствии государственного поверителя. В дальнейшем, в процессе эксплуатации, весы, предназначенные для коммерческого взвешивания, должны проходить процедуру поверки раз в год.