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动态电子轨道衡中传感器接法研究
动态电子轨道衡是铁路车辆称重的大型衡器,在铁路载重货车的计量称重方面得到广泛应用。而它能否被广泛用于贸易称重、企业的经济核算、原材料管理以及成品管理,关键在于轨道衡是否有足够高的称重精度和低的成本。为此,我们在设计轨道衡时,研究了一种新的连接四个称重传感器桥路的方式,以解决其存在的精度和成本的矛盾。
1目前的传感器连接方式我们设计的动态电子轨道衡是采用单转向架计量方式,只有一个称重台面,称重台面下的四个角各放置一个称重传感器,见动态电子轨道衡的称体在结构上采用浅基坑、双梁压式结构,而且列车驶入称重台面会对衡体产生一横向冲力。因此,传感器采用了适用于低安装尺寸的轮辐式剪切力传感器,它具有良好的线性,力作用点的偏移对传感器精度影响较小,测量范围宽,具有扁平的外形,而且能抵抗大的偏心和则向力等特点。这种传感器属于无源传感器,工作时需将其接入测量电路中。轨道衡中的四个传感器都各自接在独立的电桥电路中,这四个独立的桥路按一定规律联接起来,方能使轨道衡中四个传感器同时工作。
动态电子轨道衡中的传感器现有联接方式两种:串联联接和并联联接。
1.1串联联接方式为四个传感器桥路串联联接的原理图,输出电压单个桥路的输出电压这种接法的优点是输出灵敏度高,其缺点是每个传感器桥串联连接方式原理框图路需要相互独立的供桥稳压电源。由于在整个轨道衡系统的误差分配方案中,为称重传感器分配的误差为小于±0.02%,这就要求供桥电源是高精度的,其性能满足如下要求:串联联接方式需要四个这样的电源,因此硬件成本很高。
1.2并联联接方式为四个传感器桥路并联联接的原理图。当各传感器输出阻抗相等时,输出电压为(UA+ /4,其中U,A、U*B、UD为各单个桥路的输出电压这种接法,四个传感器只需用一个高精度电源,硬件费用低,但是要求每个传感器输出阻抗的平均偏差很小,各传感器的灵敏度一致性要高,因此要求四个传感器必须从大量的传感器中选取此外,这种接法输出信号较弱,要求后续测量放大器的放大倍数高、零点偏移小,失调电压很低2新的传感器桥路联接方式为了能降低轨道衡的硬件成本,又不致于使传感器的输出山西机械2000年增刊灵敏度下降,我们对比了并联联接和串联联接的优缺点,提出所示。假设前向通路的放大倍数为K,则输出电压M=一种新的传感器桥路联接方式一一混联联接方式,其原理图见K(uA+uB+并联连接方式原理框输出结果测试用C50标准货车做静态称重测试试验,比较并联联接与混联联接这两种接法的桥路输出情况测试时,两种接法的桥路输出所接的后续测量放大器滤波器相同,测量放大器中加着调零电路,在测量放大器的输出端测量,测得结果见表1由表1可看出,混联联接方式具有串联输出的效果表1测试结果方式输入输出串联混联4结束语本文提出的混联联接的方法是轨道衡传感器桥路联接方式的一种新尝试,已被用于为西安机车车辆厂研制的动态电子轨道衡中。