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1概述
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在軌道衡基本上以電子式為主，它由承重臺、稱重傳感器、稱重顯示控制器等組成。承重臺是支承貨物列車的平臺；稱重傳感器將重量信號轉(zhuǎn)變成便于測試的電信號；稱重顯示控制器的核心是微處理器，并包括信號放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、顯示、串行通訊等模塊，可將稱重值存儲并顯示。有的動(dòng)態(tài)軌道衡配置上位機(jī)，可將稱重顯示控制器的稱重信號傳遞到上位機(jī)上，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。
目前，軌道負(fù)荷的測量通常有兩種方式：一種是在被檢測的軌道底下安裝一個(gè)稱重臺面進(jìn)行測量，但是這種方法造價(jià)很大，同時(shí)在大多數(shù)場合是沒有條件安裝一個(gè)稱重臺面的；第二種是在被檢測的軌道底下安裝為數(shù)不少的軌墊式傳感器，再配上若干個(gè)軸銷式傳感器進(jìn)行測量，這種測量方式成本較高、安裝困難，同時(shí)傳感器的靈敏度和輸出阻抗的不一致性，造成整體的測量精度也較低。本文介紹了軌道衡用圓錐傳感器及測量處理裝置，它通過安裝在車輪下方軌道上的數(shù)字式圓錐傳感器及相應(yīng)的內(nèi)置測量處理裝置，可以準(zhǔn)確地測量出施加在軌道上的負(fù)荷。
2技術(shù)方案
本裝置解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：通過安裝在車輪下方軌道上的成對數(shù)字式圓錐傳感器，將施加在軌道上的被測力轉(zhuǎn)化為毫伏級的微小電壓，該微小電壓經(jīng)過放大和AD轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，最后通過帶微處理器的測量處理裝置進(jìn)行線性化等一系列處理，最終得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。本裝置將帶微處理器的測量處理裝置直接安裝在數(shù)字式圓錐傳感器內(nèi)部或成對數(shù)字式圓錐傳感器中間的補(bǔ)償盒內(nèi)，它將各個(gè)數(shù)字式圓錐傳感器的靈敏度及非線性的特性在現(xiàn)場安裝時(shí)就存儲到相應(yīng)的測量處理裝置內(nèi)部，測量時(shí)用這些特定的參數(shù)將被測信號進(jìn)行靈敏度和非線性修正處理后得出準(zhǔn)確的測量結(jié)果，并將相應(yīng)的數(shù)字量信號用RS485或類似的接口送到上級顯示處理模塊使用。
其中：系列1為右側(cè)傳感器的輸出曲線，系列2為左側(cè)傳感器的輸出曲線，系列3為數(shù)字式圓錐傳感器靈敏度及非線性修正后的實(shí)際輸出曲線。數(shù)字式圓錐傳感器（2）安裝在鋼軌（4）上預(yù)先加工的與數(shù)字式圓錐傳感器（2）的圓錐相配合的錐孔上。該兩個(gè)錐孔被對稱地定位在就近兩根枕木（1）內(nèi)側(cè)。測量時(shí)的車輪（3）的位置必須位于成對的數(shù)字式圓錐傳感器的中部，并盡量處于遠(yuǎn)離傳感器的部位。
安裝在車輪下方軌道上的成對數(shù)字式圓錐傳感器，將施加在軌道上的被測力轉(zhuǎn)化為毫伏級的微小電壓，該微小電壓經(jīng)過可編程放大器（2）放大、并經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換器（3）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，最后通過微處理器（4）進(jìn)行線性和非線性等一系列處理。
當(dāng)設(shè)備安裝好后，就必須對其進(jìn)行標(biāo)定?？梢詫?shí)際負(fù)荷或模擬負(fù)荷施加在成對的數(shù)字式圓錐傳感器的中心位置及兩側(cè)各至少一點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，以便將兩個(gè)數(shù)字式圓錐傳感器的靈敏度及非線性的特性分別存儲到相應(yīng)的測量處理裝置內(nèi)部。在測量時(shí)，用這些特定的參數(shù)將被測信號進(jìn)行靈敏度及線性化修正處理后得出準(zhǔn)確線性的測量結(jié)果?？梢悦黠@地看出數(shù)字式圓錐傳感器比常規(guī)傳感器的測量精度要高。常規(guī)的模擬式傳感器由于結(jié)構(gòu)和安裝方式的特點(diǎn)所決定，其測量結(jié)果有很大的非線性。系列1及系列2的數(shù)據(jù)是安裝在同一車輪下方軌道上的一對模擬式傳感器的實(shí)測結(jié)果，其表現(xiàn)不僅是靈敏度的不一致性很大而且非線性也特別大，用常規(guī)模擬方式處理的結(jié)果存在很大的測量誤差。系列3為微處理器利用存儲在其內(nèi)部特定的標(biāo)定參數(shù)將被測信號進(jìn)行靈敏度及線性化修正處理后得出的精確測量結(jié)果。
3結(jié)束語
通過現(xiàn)場的實(shí)際使用和測量，這種安裝在車輪下方軌道上的成對數(shù)字式圓錐傳感器，將施加在軌道上的被測力轉(zhuǎn)化為電量并數(shù)字化，再通過帶微處理器的測量處理裝置進(jìn)行靈敏度及非線性修正等一系列處理，最終得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。它既可以保證準(zhǔn)確地測量出施加在軌道上的負(fù)荷，又能解決測量設(shè)備成本高昂、安裝困難等問題。

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