基于啁啾光纖光柵車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展，汽車超載現(xiàn)象也日益嚴重，其危害是多方面的，如：對交通設施造成損壞；造成交通事故頻繁發(fā)生；使國家稅費大量流失等。因此，必須有效的抑制此現(xiàn)象，而動態(tài)稱重技術是制止超載，減少交通事故的有效手段，對其的研發(fā)也具有很大的社會意義和經(jīng)濟意義。 常用的動態(tài)稱重傳感器主要有：電阻應變片式、電容式、彎曲盤式等，然而在實際應用中，由于各種干擾因素的影響，這些傳感器存在著一些缺點，如測量結(jié)果隨溫度、時間的變化存在漂移、抗電磁

2、干擾能力差、易受潮腐蝕等等，不能滿足交通管理現(xiàn)代化的需求。近年來，隨著光纖光柵傳感技術在測量方面的廣泛應用，為車輛稱重系統(tǒng)的研究提供了廣闊的生機。光纖光柵傳感是一種新型的傳感技術，目前廣泛使用的是光纖Bragg光柵（FBG），然而其傳感解調(diào)成本高、速度慢，限制了其在單點（或少量點）和動態(tài)測量領域的實際應用。 本文以啁啾光纖光柵（CFBG）作為敏感元件，研究了高速公路動態(tài)稱重傳感器及其系統(tǒng)，并對啁啾光纖光柵稱重傳感器的原理進行了

3、理論分析和實驗研究。本文所做的主要工作包括： 1）概述了車輛動態(tài)稱重技術與光纖光柵傳感技術，分析了傳統(tǒng)的動態(tài)稱重傳感器的不足。 2）從啁啾光纖光柵稱重傳感器的工作原理、制作工藝、靜態(tài)標定實驗等方面詳細闡述了采用啁啾光纖光柵進行車輛稱重測量的新方法，并利用等強度梁驗證了應力和波長相對變化的線性關系。對靜態(tài)標定實驗數(shù)據(jù)在origin軟件中處理得出：在壓力0—90kN測量范圍內(nèi)，線性度、靈敏度、重復誤差都能達到設計要求。

4、 3）介紹了車輛稱重方式和車輛稱重系統(tǒng)的構成，在此基礎上進行了現(xiàn)場靜動態(tài)走車標定。靜態(tài)走車標定中，測量值經(jīng)過適當處理后與實際重量的線性擬合度達到0.9984；動態(tài)走車標定中，車速在20km/h以內(nèi)時，最大相對誤差—2.83％。 總之，本文研制的啁啾光纖光柵（CFBG）車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)不怕電磁干擾、耐潮濕、精度高，采用啁啾光纖光柵的強度解調(diào)原理，只需要簡單的光電檢測設備，解調(diào)速度快、成本低，特別適合高速公路動態(tài)稱重系統(tǒng)要