光纖光柵稱重傳感器研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)高等級(jí)公路通車?yán)锍檀蠓岣撸愤\(yùn)輸已經(jīng)成為最重要的運(yùn)輸方式之一。但由于高等級(jí)公路管理硬件落后、相關(guān)體制不完善以及運(yùn)輸戶主片面追求利益最大化等多種因素，使得超限超載成為公路運(yùn)輸中的首要問(wèn)題。有效的抑制超限超載現(xiàn)象的重要手段就是在線對(duì)車輛進(jìn)行超限超載的檢測(cè)。對(duì)該技術(shù)的研究，已成為近年來(lái)的熱點(diǎn)。 目前國(guó)內(nèi)各高等級(jí)公路、橋梁上使用的汽車稱重系統(tǒng)，大都采用傳統(tǒng)的基于電應(yīng)變片的汽車衡(地秤)，但存在著靈敏度低和零點(diǎn)

2、漂移大的問(wèn)題，而且抗干擾性能、動(dòng)態(tài)性能、耐環(huán)境腐蝕性能均差。這樣就給計(jì)量工作帶來(lái)了很大的誤差，也造成了國(guó)家稅費(fèi)的流失。所以，我們急需開(kāi)發(fā)出高精度、較高通過(guò)車速、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格較低的動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)，這無(wú)疑將對(duì)我國(guó)公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。 本課題針對(duì)實(shí)際動(dòng)態(tài)車輛稱重的技術(shù)中存在的問(wèn)題，介紹了一種光纖光柵懸臂稱重傳感器和雙光柵組單梁式稱重系統(tǒng)。本文從稱重傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工作原理、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較以及測(cè)量誤差分析

3、等方面詳細(xì)闡述了采用光纖光柵進(jìn)行車輛載重檢測(cè)的新方法，并著重對(duì)光纖光柵稱重傳感器的傳感性能、工藝性、封裝技術(shù)等進(jìn)行了系統(tǒng)分析和研究。此外，通過(guò)比較懸臂式和單梁式兩種不同實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖碌臏y(cè)量結(jié)果，重點(diǎn)分析了在實(shí)際測(cè)量中影響測(cè)量精度的誤差來(lái)源，提出了減小測(cè)量誤差的相應(yīng)措施，對(duì)實(shí)際車輛載重檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用起到了積極的指導(dǎo)作用。 本文所做的主要工作包括： 1、分析了傳統(tǒng)的汽車稱重傳感器對(duì)交通部門有效地實(shí)施超限管理的局限性和不足，針對(duì)光

4、纖中心提出的光纖光柵稱重傳感器的構(gòu)想，進(jìn)行了設(shè)計(jì)、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。 2、將20t懸臂梁電應(yīng)變剛性體改制成光纖光柵傳感器；并研制一種雙光柵組單梁式稱重系統(tǒng)。 3、在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕蠈?duì)光纖光柵用于稱重的準(zhǔn)確度和重復(fù)性進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕线M(jìn)行了人工模擬干擾實(shí)驗(yàn)。 4、結(jié)合試驗(yàn)測(cè)量的分析結(jié)果，對(duì)光纖光柵用于車輛載重的檢測(cè)系統(tǒng)提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文的基于FBG的稱重傳感器的設(shè)計(jì)方法可行