光纖光柵動態(tài)稱重系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前，我國道路運輸車輛超載現(xiàn)象極為普遍，在嚴(yán)重地區(qū)，幾乎所有的貨運車輛都存在不同程度的超載行為。因此加強公路運輸?shù)墓芾?、保障行車安全等問題顯得日趨重要。有效的抑制超限超載的重要手段就是實現(xiàn)對車輛的計重收費，而計重收費的關(guān)鍵技術(shù)就是車輛的動態(tài)稱重。該技術(shù)的研究對于保護公路的正常使用有著重要的經(jīng)濟意義和社會價值。 近年來，隨著智能感知材料的發(fā)展，尤其是以光纖光柵為代表的光纖傳感元件的發(fā)展，為稱重系統(tǒng)的研究提供了嶄新的途徑和廣闊的生機

2、。本文選用光纖光柵作為敏感元件，對基于光纖光柵的汽車動態(tài)稱重系統(tǒng)進行了研究。首先介紹了光纖布拉格光柵的結(jié)構(gòu)、原理、制作方法、實際應(yīng)用和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。分析了光纖布拉格光柵作為傳感器對應(yīng)變、壓力和溫度的傳感特性。在光纖光柵匹配原理研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際采用了一種基于單片機的光纖光柵匹配解調(diào)方案，并建立了解調(diào)實驗系統(tǒng)。 本系統(tǒng)硬件設(shè)計主要分光纖傳感部分、模擬電路、數(shù)字電路和通信傳輸四大部分。光纖傳感部分由光源、光纖光柵匹

3、配解調(diào)儀、光電轉(zhuǎn)換器等組成，負責(zé)提取過往車輛參數(shù)信息；模擬信號部分負責(zé)對光纖干涉儀輸出的信號進行調(diào)適，由隔直、濾波、放大等電路組成；數(shù)字部分以TI公司生產(chǎn)的數(shù)字信號處理器（DSP）為核心，負責(zé)數(shù)字的采集、數(shù)據(jù)處理和與PC機通信等；通信部分選用平行接口，通過它和計算機進行傳輸。本文采用了模塊化的思想進行了軟件設(shè)計，使軟件容易升級，人機界面友好，使系統(tǒng)操作簡便。 最后對本文設(shè)計的整個系統(tǒng)進行了性能試驗和誤差分析，實驗分析表明，基于光