自动轨道衡微机称重系统的研制

　　自动轨道衡是对运行中的列车进行计量的大型衡器设备，承担着大宗物料的计量。掌握这类衡器的关键技术，开发出相应的微机称重系统，对于提高称量精度、减少过衡出错，都具有非常重要的实际意义。

　　1微机称重系统的基本组成及功能

　　自动轨道衡根据所称对象的不同，分为多种类型。除装运液体的罐车和特殊车辆外，多采用单台面机械秤体。火车通过台面时，秤体机械部件将承受到的重力传递到秤体四角的传感器上。传感器的信号并联输出，经通道放大、A/D转换，送入微计算机。微机对称重结果进行各种处理。自动轨道衡微机称重系统见图1.

        (1)机械秤体上装有限位、锁定和调整等构件，起着固定秤体，减少火车震动撞击对称量的影响。同时将承受到的重力均衡地传递到各传感器上。

　　(2)传感器和均衡接线盒是套购件。传感器需满足精确度(线性、稳定性、零漂小等方面)的要求。均衡接线盒解决传感器并联时的不平衡问题。

　　(3)微机称重系统在硬件方面的工作是研制A /D转换通道和微机接口电路。通道承担传感器与微机间信号的转换与传递。

　　动态称量要求高速、准确，从这个要求上讲，4个传感器采用单通道转换电路较为有利。否则由于台面尺寸短，车轮上秤各传感器产生跃变的时间间隔也很短，程序判断困难。同时增大了程序需处理的数据量及复杂程度，减少处理其它问题的时间。另外单通道设计方式也可简化电路，使各种补偿电路、滤波放大电路做得更精致。采用16位A/D转换芯片，和二级稳压及温度补偿电路，共同提高了转换精度。

　　(4)接口板采用8255并口芯片，其中A口用于接收来自通道的数据;C口用于提供控制和接收应答信号。

　　(5)称重软件完成所有称量工作。其特点是实时性强，判断准确，称量精确。称重软件必须随时掌握秤面重量变化的情况，才能准确判断火车每个轮对的上秤、下秤情况。以标准车箱为例，重量变化图形如图2.

　　传感器实际过车输出信号远比上图例复杂，但通过图2仍可看到，由于车轮的上、下秤，使传感器输出一系列脉冲。这些脉冲的幅度与正在过秤车架的重量成正比，而方向和宽度由台面长度与两轮间距的差值以及过秤速度来决定。当台面长度大于两轮间距时，是正脉冲，反之为负脉冲，另外脉冲宽度还和火车通过轨道衡的速度有关。设差值为0. 2m，车速最高限制为15km/h，则脉冲所需的时间计算值为:

　　为了完整地读到脉冲的上/下沿变化情况以及滤波、车速变化，实际上的处理频率要比上述计算值高一个数量级，从根本上避免错判，提高称量精度。