光纖光柵稱重傳感器研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國高等級公路通車?yán)锍檀蠓岣?，公路運輸已經(jīng)成為最重要的運輸方式之一。但由于高等級公路管理硬件落后、相關(guān)體制不完善以及運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輸中的首要問題。有效的抑制超限超載現(xiàn)象的重要手段就是在線對車輛進(jìn)行超限超載的檢測。對該技術(shù)的研究，已成為近年來的熱點。 目前國內(nèi)各高等級公路、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

2、漂移大的問題，而且抗干擾性能、動態(tài)性能、耐環(huán)境腐蝕性能均差。這樣就給計量工作帶來了很大的誤差，也造成了國家稅費的流失。所以，我們急需開發(fā)出高精度、較高通過車速、抗干擾能力強、價格較低的動態(tài)稱重技術(shù)，這無疑將對我國公路運輸事業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。 本課題針對實際動態(tài)車輛稱重的技術(shù)中存在的問題，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、工作原理、實驗方案設(shè)計、實驗結(jié)果比較以及測量誤差分析

3、等方面詳細(xì)闡述了采用光纖光柵進(jìn)行車輛載重檢測的新方法，并著重對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，通過比較懸臂式和單梁式兩種不同實驗?zāi)Ｐ拖碌臏y量結(jié)果，重點分析了在實際測量中影響測量精度的誤差來源，提出了減小測量誤差的相應(yīng)措施，對實際車輛載重檢測技術(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交通部門有效地實施超限管理的局限性和不足，針對光

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、計算和實驗驗證工作。 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、在實驗?zāi)Ｐ蜕蠈饫w光柵用于稱重的準(zhǔn)確度和重復(fù)性進(jìn)行了一系列實驗，并在實驗?zāi)Ｐ蜕线M(jìn)行了人工模擬干擾實驗。 4、結(jié)合試驗測量的分析結(jié)果，對光纖光柵用于車輛載重的檢測系統(tǒng)提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。 實驗結(jié)果表明：本文的基于FBG的稱重傳感器的設(shè)計方法可行