随着社会经济与交通运输行业的发展,车辆超载运输日益成为社会焦点问题。超载现象极大威胁了道路、桥梁安全,缩短了其服务寿命,严重的甚至造成道路塌陷、桥梁坍塌等事故,给我国的道路安全、经济财产安全以及人民生命安全带来了极大的威胁。对公路运输车辆进行实时检测能够很好的遏制此类现象的发生,动态称重系统经历了几十年的发展,目前已经成功应用在了一些地区,不过由于目前动态称重设备存在体积相对较大、对路面破坏严重、布线供能和传输繁琐以及安装维修不便等问题,并没有得到进一步的推广。本文针对以上缺点,以压电传感技术为基础,结合路面能量收集技术,设计了一种体积小、易安装、瞬时性好、灵敏度高以及可靠性高的俘能式无线动态称重传感器。本文的主要研究内容及成果如下:1、通过分析超载带来的危害,阐述了动态称重系统的重要性,根据目前动态称重设备的缺点,综合国内外动态称重技术和路面能量收集技术的研究现状,确定了俘能式无线动态称重传感器的总体设计研究方案。2、对压电材料进行了比选,结合压电传感技术与压电能量收集技术,对压电换能单元的结构进行了设计分析,通过理论建模对其进行了理论分析;根据换能器结构和传感器功能要求对传感器的封装结构进行了设计分析。3、研究了车路耦合作用对传感器测量结果的影响,通过Adams/car建模仿真分析了路面等级、车速和车辆加减速等因素对测量结果的影响;通过ANSYS研究了路面各结构层的应力分布,探究了埋置深度对传感器测量结果的影响。4、根据传感器的功能要求,从信号采集、信号转换、无线传输和能量收集等方面对传感器电路系统进行了选择与设计。5、利用疲劳试验机对传感器样机施加了循环冲击载荷,以模拟传感器在公路上所受的车轮载荷。实验过程完成了对传感器的标定,验证了其优异的动态响应性能与测试性能,验证了无线传输的有效性,通过负载功率实验验证了传感器的俘能性能。实验结果表明,本文所设计的俘能式无线动态称重传感器满足了设计要求。