道路弯板式称重传感器数值仿真与实验研究

发布时间：2017-04-25 15:55

  本文关键词：道路弯板式称重传感器数值仿真与实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国道路工程的快速发展,车辆超载引发的问题日益严重。车辆超载导致路面、桥梁加速损坏,对公路基础设施非常不利,导致公路基础设施正常使用年限大大缩短;车辆超载大量诱发道路交通事故,危及交通安全。在车辆动态称重系统中,弯板式称重传感器由于是整体式结构,车辆车轮直接作用在称重传感器上,具有防腐性能好、检测精度高及计量稳定等优点。本文针对弯板式称重传感器的力学、电学及数学进行系统研究,认为弯板式称重传感器的实质—复合影响面,复合影响面的核心为权重系数,并运用力学、电学、数学的方式改变复合影响面的权重系数进而调整复合影响面。本文的主要研究工作:(1)介绍了国内外动态称重系统及称重传感器研究概况,对弯板式称重传感器的作用机理进行分析,并对其进行力学、电学和数学系统分析。推导了惠斯通电桥并联式桥臂桥压差变化与桥臂上各组应变片电阻值变化的数学关系,并以此为基础,建立了车辆轮载加载前后桥压差变化的数学关系。(2)提出了称重传感器的实质—复合影响面,为称重传感器的研究提供了一个有利工具,方便了对于称重传感器的理论研究,并用力学、电学及数学的方法对复合影响面的权重系数进行调整。(3)对弯板式称重传感器的工艺误差进行了分析,并运用电学调整弯板式称重传感器复合影响面权重系数的方式,进行误差修正,并根据最小二乘法的原理,建立了弯板式称重传感器工艺误差补偿方法。(4)实验研究过程中,运用弯板式称重传感器工艺误差补偿方法计算弯板式传感器补偿电阻值,并对调整复合影响面后的弯板式称重传感器进行实验标定,验证了弯板式传感器补偿方法的准确性。本文的研究为称重传感器的研究提供了一个有利工具—复合影响面,并通过对弯板式称重传感器进行力学、电学和数学系统研究,推导了弯板式称重传感器加载前后桥压差的变化关系,建立了电路补偿工艺误差的方法,大幅提高了弯板式称重传感器的精度,也解决了在弯板式称重传感器生产过程中,由于逐次迭代求解造成的反复加载实验标定过程,缩短了弯板式称重传感器的生产周期,并节约了大量成本。
【关键词】：弯板式称重传感器 复合影响面 电阻应变片 惠斯通电桥 最小二乘法 补偿
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U492.321;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 引言9-11
• 1.2 弯板式称重传感器概述11-12
• 1.3 国内外研究概况12-14
• 1.4 问题的提出14
• 1.5 本文的主要研究工作14-15
• 1.6 小结15-16
• 第二章 本文研究相关理论与技术基础16-28
• 2.1 力学基础理论16-21
• 2.1.1 影响面16
• 2.1.2 纳为解法16-19
• 2.1.3 无限长单向板分析19-21
• 2.2 电学基础理论21-23
• 2.3 数学优化理论23-24
• 2.4 车辆轮载作用形式24-25
• 2.5 称重传感器与力学、电学、数学基础理论的关系25-27
• 2.6 小结27-28
• 第三章 弯板式称重传感器理论分析28-45
• 3.1 弯板式称重传感器的实质—复合影响面28-36
• 3.1.1 复合影响面28-29
• 3.1.2 称重传感器复合影响面29
• 3.1.3 弯板式称重传感器复合影响面29-30
• 3.1.4 示例30-36
• 3.2 弯板式称重传感器复合影响面三种调整方式36-40
• 3.2.1 力学方式36-37
• 3.2.2 电学方式37-39
• 3.2.3 软件方式39-40
• 3.3 弯板式称重传感器工艺引起的误差40-44
• 3.3.1 力学引起的误差40-41
• 3.3.2 电学引起的误差41
• 3.3.3 误差的修正办法41-44
• 3.4 小结44-45
• 第四章 实验研究45-66
• 4.1 实验方案设计45-59
• 4.1.1 研究对象45-48
• 4.1.2 研究对象的复合影响面48-49
• 4.1.3 实验荷载49-50
• 4.1.4 研究对象复合影响线50-56
• 4.1.5 实验准备56-59
• 4.2 实验方案实施59-65
• 4.2.1 总体步骤59-60
• 4.2.2 具体步骤60-61
• 4.2.3 研究对象复合影响面调整61-62
• 4.2.4 调整后实验结果62-65
• 4.3 小结65-66
• 第五章 实验数据处理与结果分析66-91
• 5.1 研究对象复合影响面调整后实验结果分析66-72
• 5.2 工艺误差的电路补偿72-89
• 5.2.1 工艺误差的来源72-75
• 5.2.2 第一次工艺误差补偿75-81
• 5.2.3 第二次工艺误差补偿81-89
• 5.3 小结89-91
• 第六章 总结与展望91-93
• 6.1 研究结果91
• 6.2 进一步研究展望91-93
• 致谢93-94
• 参考文献94-96
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果96-97
• 附录Ⅰ97-100
• 附录Ⅱ100-106
• 附录Ⅲ106-112
• 附录Ⅳ112

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