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動態(tài)電子軌道衡中傳感器接法研究
動態(tài)電子軌道衡是鐵路車輛稱重的大型衡器,在鐵路載重貨車的計量稱重方面得到廣泛應用。而它能否被廣泛用于貿易稱重、企業(yè)的經濟核算、原材料管理以及成品管理,關鍵在于軌道衡是否有足夠高的稱重精度和低的成本。為此,我們在設計軌道衡時,研究了一種新的連接四個稱重傳感器橋路的方式,以解決其存在的精度和成本的矛盾。
1目前的傳感器連接方式我們設計的動態(tài)電子軌道衡是采用單轉向架計量方式,只有一個稱重臺面,稱重臺面下的四個角各放置一個稱重傳感器,見動態(tài)電子軌道衡的稱體在結構上采用淺基坑、雙梁壓式結構,而且列車駛入稱重臺面會對衡體產生一橫向沖力。因此,傳感器采用了適用于低安裝尺寸的輪輻式剪切力傳感器,它具有良好的線性,力作用點的偏移對傳感器精度影響較小,測量范圍寬,具有扁平的外形,而且能抵抗大的偏心和則向力等特點。這種傳感器屬于無源傳感器,工作時需將其接入測量電路中。軌道衡中的四個傳感器都各自接在獨立的電橋電路中,這四個獨立的橋路按一定規(guī)律聯(lián)接起來,方能使軌道衡中四個傳感器同時工作。
動態(tài)電子軌道衡中的傳感器現(xiàn)有聯(lián)接方式兩種:串聯(lián)聯(lián)接和并聯(lián)聯(lián)接。
1.1串聯(lián)聯(lián)接方式為四個傳感器橋路串聯(lián)聯(lián)接的原理圖,輸出電壓單個橋路的輸出電壓這種接法的優(yōu)點是輸出靈敏度高,其缺點是每個傳感器橋串聯(lián)連接方式原理框圖路需要相互獨立的供橋穩(wěn)壓電源。由于在整個軌道衡系統(tǒng)的誤差分配方案中,為稱重傳感器分配的誤差為小于±0.02%,這就要求供橋電源是高精度的,其性能滿足如下要求:串聯(lián)聯(lián)接方式需要四個這樣的電源,因此硬件成本很高。
1.2并聯(lián)聯(lián)接方式為四個傳感器橋路并聯(lián)聯(lián)接的原理圖。當各傳感器輸出阻抗相等時,輸出電壓為(UA+ /4,其中U,A、U*B、UD為各單個橋路的輸出電壓這種接法,四個傳感器只需用一個高精度電源,硬件費用低,但是要求每個傳感器輸出阻抗的平均偏差很小,各傳感器的靈敏度一致性要高,因此要求四個傳感器必須從大量的傳感器中選取此外,這種接法輸出信號較弱,要求后續(xù)測量放大器的放大倍數(shù)高、零點偏移小,失調電壓很低2新的傳感器橋路聯(lián)接方式為了能降低軌道衡的硬件成本,又不致于使傳感器的輸出山西機械2000年增刊靈敏度下降,我們對比了并聯(lián)聯(lián)接和串聯(lián)聯(lián)接的優(yōu)缺點,提出所示。假設前向通路的放大倍數(shù)為K,則輸出電壓M=一種新的傳感器橋路聯(lián)接方式一一混聯(lián)聯(lián)接方式,其原理圖見K(uA+uB+并聯(lián)連接方式原理框輸出結果測試用C50標準貨車做靜態(tài)稱重測試試驗,比較并聯(lián)聯(lián)接與混聯(lián)聯(lián)接這兩種接法的橋路輸出情況測試時,兩種接法的橋路輸出所接的后續(xù)測量放大器濾波器相同,測量放大器中加著調零電路,在測量放大器的輸出端測量,測得結果見表1由表1可看出,混聯(lián)聯(lián)接方式具有串聯(lián)輸出的效果表1測試結果方式輸入輸出串聯(lián)混聯(lián)4結束語本文提出的混聯(lián)聯(lián)接的方法是軌道衡傳感器橋路聯(lián)接方式的一種新嘗試,已被用于為西安機車車輛廠研制的動態(tài)電子軌道衡中。