一、系统概述：
　　ZCS-40公路收费计重系统适用于高速公路封闭式收费车道及普通公路开放式收费车道，在公路治理超载超限实施计重收费中广泛应用。
　　宝鸡四维衡器有限公司联合西安交通大学采用了美国当代高速称重先进技术，吸取了美国、巴西、日本、韩国、德国等国家在高速公路车辆计重收费方面的成功经验。研制出的动态计重收费系统。系统采用美国压电薄膜传感技术，成功的解决了高速车辆的称重信号难以获取之问题。攻克了国内高速动态称重这一难关，产品达到当代国际水平。
　　ZCS-40公路收费计重系统是专门设计用于静态/动态中低速检测车辆轴载的称重系统，采用数据采集高速数据采集卡（100000次/秒）,可高精度并可靠的获得车辆重量及轴载等数据。保证当车辆不规则行驶时（实际使用中最常见的现象）不会对精度产生影响。
二 、检测原理
　　压电材料在受到机械冲击或振动时产生电荷，在原子层，偶极子（氢－氟偶对）的排列顺序被打乱，并试图使其恢复原来的状态。这个偶极子被打乱的结果就是有一个电子流形成。就像海绵中的水，当你挤压一块湿海绵时，水就会流出来，当你松开手时，水又被吸回去，这同压电传感器十分相似。当有压力施加到传感器上时，就产生了电荷（电压）而当去掉负载时，就会产生一个相反极性的信号。它产生的电压可以相当高，但传感器产生的电流却比较小。
　　压电薄膜交通传感器检测经过传感器的轮胎，产生一个与施加到传感器上的压力成正比的模拟信号，并且输出的周期与轮胎停留在传感器上的时间相同。每当一个轮胎经过传感器时，传感器就会产生一个新的电子脉冲。压电薄膜交通传感器在行驶中称量的检测原理时对受力产生的脉冲信号，由高速数据采集器积分处理成数字信号送工控机进行数据处理，显示打印存储，并传至控制室。
三、系统组成：

　　ZCS-40公路收费计重系统由弯板式称重传感器、地感线圈、红外线车辆分离器、轮胎识别器和工控机数据处理中心构成。
　 弯板式称重传感器主要完成车轴的称重、速度检测、轴型判断等工作。
　　红外线车辆分离器用来进行车辆的分离及提供开始、结束等信号。
　　线圈主要用来完成测速、倒车的检测，并与红外线分离器一起对非车辆以外的物体或人通过时的判断，减少出错。
　　轮胎识别器主要用来检测通过车辆每轴的轮胎数。
　　工控机数据处理中心用来处理来自于各传感器的信号、计算数据，把相关数据通过通讯方式送给收费计算机。
　　称重系统前置安装于收费车道的出口，是一个完整的、可以独立工作的子系统，收费车道前检测，车辆的行驶情况变化较多（加速、减速、倒车），称重系统与收费软件是以一辆车为一个流程，因而要求不仅应能够处理各种情况，而且必须确保证准确获取每一车辆的数据，确保两者间的数据一一对应。
　　在本系统设计中已充分考虑到了与收费软件的无缝连接，车道称重系统准确检测每
一辆车，将车辆数据以先进先出（FIFO）的排队方式在控制器中保存（可保存十组数据），根据收费系统的请求，依次发送车辆数据，收费软件再进行一一对应，完成后续报警等工作。如果万一出现不对应的情况，收费系统可对称重系统缓冲区进行处理，实现对应复位。
四 、系统特点
　1、可靠性高：
称重板使用寿命超过3000万轴次
　2、采集的数据全面：
　　轮重、轴重、总重、交通流量、速度、车型、轴距、通行时间、通行车道、行驶方向、违例（超重、超速）
　3、采用最可靠的弯板式传感器检测方式：
　检测精度完全不受风、雪、雨、雾、沙尘暴等环境因素的影响完全无人值守，自动运行，检测数据可根据现场条件实现有线或无线（GPRS）实时、定时发送。
五、 主要设备规格
● 传感器尺寸：标准车道 1250mm×500mm×20mm＿30 mm；
超宽车道1750 mm×500mm×20mm＿30 mm；
● 传感器电缆允许长度：≤50m；
● 防护等级：IP67：
● 额定载荷（每轴）：30t；
● 过载能力（每轴）：150%；
● 测量范围（每轴）：0.3～30t；
● 速度范围：0～40km/h；
● MTBF≥20000h。
● 室外机柜尺寸：400×300×260mm（长×宽×高），机箱内安装恒温加热设备；
● 车检线圈 2000×1000mm（长×宽）；
● 速度检测范围：0～40km/h；
● 电缆长度：40m（可扩展到150m）；
● 频率范围：50～200KHz。
● 红外线车辆分离器 采用光红外发射仪，检测快速、准确；
● 能够检测到≥5cm车辆连接部分；
● 光速间距：≤50mm：
● 采用编码扫描，晴天雨雪或大雾天气可靠性：＞99%；
● 检测范围：0～5m；
● 防护等级：IP65。
● 轮胎检测器 多个传感器检测轮胎数量；
● 开关型传感器信号；
● 检测精度：100%；
● 防护等级：IP67。
六、 主要技术指标
● 载荷能力（单轴）：30T；
●最大载荷（单轴）：150%；
● 检测精度：
　匀速 0~5Km/h <±2.5％
　匀速 5~10Km/h ±5％
　电源AC220V±10%，50Hz±4Hz；
● 电磁干扰防护等级IEC801 Ⅱ，机箱外壳防护等级IP65；
● MTBF≥30000h；
● 工作电压：AC200V±10%，50Hz；
● 环境温度；-30～+80℃；
● 相对湿度：<98%RH(无结露)；
● 称量速度范围：5～20km/h；
● 传感器能经得起公路上长期得经常性的振动；
● 同一辆车作用在相邻两车道称重板时，能正确检测每轴轴重；
七、主要设备介绍 　 　　
　　1、 红外线车辆分离器
　　■ STI的红外车辆分离器，专为公路自动收费系统的车辆分离检测而设计，生产历史
久，技术成熟，在美国安装的大部分车道可靠使用时间超过10年。
　　■ 完全消除跟车现象，将半挂车、全挂车、单车可靠分离，保证称重检测数据与车辆的一一对应关系。
　　■ 独家使用高能量、高穿透率光电管，易于对准，用于正常4.5米以内车道时，过量增益值达到25倍，能在恶环境下，诸如：强光干扰、下雨、下雪、浓雾、温度异常仍能保证可靠工作。
　　■ 车辆分离扫描模式为高速同步逐行扫描模式，最大可以抵抗4,0000LUX光源直射,可完全消除各种强光和电磁干扰。
　　■ 独家专利IBI功能, 每一束光束都有对应的指示灯显示其工作状态，使安装时对准简便而直观，光束的诊断状态也一目了然，如：若有泥浆挡住某些光束，其对应的指示灯就会常亮。
　　■ 使用环境温度可以达到：–40℃—+70℃，最大相对湿度95%（50℃时），防护等级为IP65。在高寒和炎热地区使用稳定可靠。
　　■ 可以通过串口设定触发继电器输出的开启和关闭尺寸，如设定车辆分离器只有当大于100mm的物体进入时，继电器输出被触发，该触发一直保持，只有当所有光束全部导通时，该输出才关闭。
　　■ 数据输出多样化，RS-485串口输出, 车辆检测输出NPN1，故障报警输出NPN2。
　　■ 当玻璃窗上有污泥、过多灰尘、光电管故障等问题时，该产品可以自动探测出故障，并忽略（屏蔽）这些有问题的光束，仍然保持正常工作，同时输出报警信号，提醒客户尽快消除故障原因，一旦故障原因被解除，系统又自动回到正常工作状态。
　　■ 专用防护外壳使用坚固的不锈钢制成，保证车辆分离器可靠用于室外的恶劣环境，特制的电加热玻璃和温控装置，可在寒冷季节自动加热玻璃窗,清除其表面的冷凝、结霜或雾汽。温度控制范围在7℃—55℃。
　　■ 特别的设置,使车辆分离器可靠检测拖车挂钩, 但可以忽略雪花、石块、昆虫或飞鸟的干扰。
　　2、地感线圈
　　地感线圈在计重收费称重系统中主要应用于配合红外线分离器检测车辆的出现、控制称重过程的开始和结束、检测是否有车辆倒出收费车道、统计、车辆分类等。线圈传感器安装于动态称重传感器的前方，为称重系统提供车辆的信息。PAT的线圈传感器可以通过软件设定线圈的频率范围和灵敏度，可以方便和有效调整灵敏度，防止相互干扰。
　　3、 轮胎识别器
　　采用多个压式传感器并排布置组成，间距较密，测量准确性高。其工作原理是：传感器上表面略高于地面，轮胎经过时，传感器产生压力信号，经过对信号的放大、数模转换后，经软件判断，来确定是单轮还是双轮。
八、车辆行驶中特殊情况的应对
　　车辆弧线行驶产生的原因：
　　1、 收费广场尺寸过小，边道路径的曲率半径远小于中道路径的曲率半径；车辆通过边道时，必须沿弧线行驶。
　　2、 因某些称重设备设计不当，车辆沿弧线行驶时称重偏差过大，司乘人员存在侥幸心理。
　　车辆沿弧线行驶时会产生向外的侧向剪切力，车速不变时，弧线的曲率半径愈小，侧向剪切力将愈大。ZCS-40公路收费计重系统的数据采集采用高速数据采集卡（100000次/秒），从而保证了称重的精度。使得车辆沿弧线行驶带来的剪切力对ZCS-40公路收费计重系统无任何影响。
　　●车辆墩称
　　车辆墩称是车辆将轴的小半部分压在称台上，停留较长时间后再通过。目前有些厂家的称重系统在计算称重数据时无法修正传感器采集的称重数据，从而造成称重数据偏轻、丢轴、数据混乱等现象，目前墩称手段在国内大多省份被某些司机恶意使用，人为的造成车辆堵塞，影响了正常的车道通行，产生纠纷并造成较坏的影响。
　　ZCS-40公路收费计重系统通过先进的设计理念，最优数学分析模型和科学的采样模式，完全有效的解决了车辆墩称对称重数据的影响。
　　●车辆的不规则行驶
　　车辆在收费车道内行驶情况极为复杂，车辆排队、高速通过、刹车、加速等现象极为普遍。ZCS-40公路收费计重系统针对这些情形，在称重精度上做了以下调整：细分速度段，通过修正不同速度段的参数，提高称重精度。区分车型，通过修正不同车型的参数，提高称重精度，将不规则行驶对称重精度的影响降到最小。