光纖光柵稱重傳感器研究.pdf

1、隨著國民經濟的發(fā)展，我國高等級公路通車里程大幅提高，公路運輸已經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行超限超載的檢測。對該技術的研究，已成為近年來的熱點。 目前國內各高等級公路、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，這無疑將對我國公路運輸事業(yè)的發(fā)展具有深遠的意義。 本課題針對實際動態(tài)車輛稱重的技術中存在的問題，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)設計、工作原理、實驗方案設計、實驗結果比較以及測量誤差分析

3、等方面詳細闡述了采用光纖光柵進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、封裝技術等進行了系統(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模型下的測量結果，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措施，對實際車輛載重檢測技術的應用起到了積極的指導作用。 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想，進行了設計、計算和實驗驗證工作。 2、將20t懸臂梁電應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、在實驗模型上對光纖光柵用于稱重的準確度和重復性進行了一系列實驗，并在實驗模型上進行了人工模擬干擾實驗。 4、結合試驗測量的分析結果，對光纖光柵用于車輛載重的檢測系統(tǒng)提出了相應的改進措施。 實驗結果表明：本文的基于FBG的稱重傳感器的設計方法可行