[实用新型]数字式圆锥传感器及测量处理装置

说明书

所属技术领域：

本实用新型涉及一种数字式圆锥传感器及测量处理装置，它通过安装在轨道上的数字式圆锥传感器及相应的测量处理装置可以准确地测量出施加在轨道上的负荷。

背景技术：

目前，轨道负荷的测量通常是有两种方式：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；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，再配上若干个插销式传感器进行测量，这种测量方式成本较高、安装困难，同时还无法解决传感器的非线性精度较低的问题。

发明内容：

为了解决测量设备成本高昂、安装困难、测量精度较低的问题，本实用新型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，最后通过内置带微处理器的测量处理装置进行灵敏度和线性化修正等一系列处理，最终得到准确的测量结果。它既可以保证准确地测量出施加在轨道上的负荷，又能解决测量设备成本高昂、安装困难等问题。

技术方案：

本实用新型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。常规的模拟式传感器由于结构和安装方式的特点所决定，其测量结果如图(3)所示有很大的非线性。图中系列1及系列2的数据是安装在同一车轮下方轨道上的一对模拟式传感器的实测结果，其表现不仅是灵敏度的不一致性很大，而且非线性也特别大。本实用新型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。

有益效果：

本实用新型的有益效果是，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电量并数字化，再通过带微处理器的测量处理装置进行灵敏度及非线性修正等一系列处理，最终得到准确的测量结果。它既可以保证准确地测量出施加在轨道上的负荷，又能解决测量设备成本高昂、安装困难等问题。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图(1)是本实用新型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)是本实用新型的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分别为常规传感器的实际输出曲线。

图(4)是数字式圆锥传感器过灵敏度及非线性修正后的实际输出曲线。

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分别为相应的本实用新型的实际输出曲线。

具体实施方式：

在图2中，数字式圆锥传感器(2)安装在钢轨(4)上预先加工的与数字式圆锥传感器(2)的圆锥相配合的锥孔上。该两个锥孔被对称地定位在就近两根枕木(1)内侧。测量时的车轮(3)的位置必须位于成对的数字式圆锥传感器的中部，并尽量处于远离传感器的部位。

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，该微小电压经过图(1)的可编程放大器(2)放大、并经过图(1)的AD转换器(3)转换成数字信号，最后通过图(1)的微处理器(4)进行线性和非线性等一系列处理。

当设备安装好后，就必须对其进行标定。可以将实际负荷或模拟负荷施加在成对的数字式圆锥传感器的中心位置及两侧各至少一点进行标定，以便将两个数字式圆锥传感器的灵敏度及非线性的特性分别存储到相应的测量处理装置内部。在测量时，用这些特定的参数将被测信号进行灵敏度及线性化修正处理后得出准确线性的测量结果。

在图(4)中可以明显地看出本实用新型数字式圆锥传感器比常规传感器的测量精度要高。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，可以看出单个传感器的灵敏度不一致性很大，而且非线性也特别大，用常规模拟方式处理的结果存在很大的测量误差。在图(4)的系列3为微处理器利用存储在其内部的特定的标定参数将被测信号进行灵敏度及线性化修正处理后得出的精确测量结果。