轨道衡用圆锥传感器的数字化处理

　　1 概述

　　随着科学技术的进步，现在轨道衡基本上以电子式为主，它由承重台、称重传感器、称重显示控制器等组成。承重台是支承货物列车的平台;称重传感器将重量信号转变成便于测试的电信号;称重显示控制器的核心是微处理器，并包括信号放大、滤波、A/D 转换、显示、串行通讯等模块，可将称重值存储并显示。有的动态轨道衡配置上位机，可将称重显示控制器的称重信号传递到上位机上，便于远程监控和管理。

　　目前，轨道负荷的测量通常有两种方式：一种是在被检测的轨道底下安装一个称重台面进行测量，但是这种方法造价很大，同时在大多数场合是没有条件安装一个称重台面的;第二种是在被检测的轨道底下安装为数不少的轨垫式传感器，再配上若干个轴销式传感器进行测量，这种测量方式成本较高、安装困难，同时传感器的灵敏度和输出阻抗的不一致性，造成整体的测量精度也较低。本文介绍了轨道衡用圆锥传感器及测量处理装置，它通过安装在车轮下方轨道上的数字式圆锥传感器及相应的内置测量处理装置，可以准确地测量出施加在轨道上的负荷。

　　2 技术方案

　　本装置解决其技术问题所采用的技术方案是：通过安装在车轮下方轨道上的成对数字式圆锥传感器，将施加在轨道上的被测力转化为毫伏级的微小电压，该微小电压经过放大和 AD 转换成为数字信号，最后通过带微处理器的测量处理装置进行线性化等一系列处理，最终得到准确的测量结果。本装置将带微处理器的测量处理装置直接安装在数字式圆锥传感器内部或成对数字式圆锥传感器中间的补偿盒内，它将各个数字式圆锥传感器的灵敏度及非线性的特性在现场安装时就存储到相应的测量处理装置内部，测量时用这些特定的参数将被测信号进行灵敏度和非线性修正处理后得出准确的测量结果，并将相应的数字量信号用RS485或类似的接口送到上级显示处理模块使用。下面结合附图作进一步的说明：

　　图 1 是带内置微处理器的测量处理装置框图。

　　图中：(1) 数字式圆锥传感器测量电桥，

　　(2) 可编程放大器， (3) AD 转换器，(4) 微处理器，(5) 接口电路。

　　图 2 是数字式圆锥传感器安装示意图。

　　图中：(1) 枕木，(2) 数字式圆锥传感器，

　　(3) 车轮，(4) 钢轨，(5) 补偿盒。

　　图3 是常规传感器测得的输出曲线。

　　其中：系列 1 为右侧传感器的输出曲线，系列2 为左侧传感器的输出曲线，系列 3 为常规传感器的实际输出曲线。