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光纤动态称重系统的设计与实验分析

黄无悲  
【摘要】: 近年随着公路上汽车货运量的增加,几乎所有的货运车辆都存在不同程度的超限超载行为,为了路面的安全行驶和公路的使用寿命,路政管理部门需要一种高精度并便于公路上行驶车辆动态测量的称重仪器。而传统的基于电学量的测量方法抗电磁干扰能力差、重复性低,不能提供足够高的精度。我们利用了先进的光纤传感技术,其中光纤微弯传感技术具有灵敏度高、线性好、抗电磁干扰、耐腐蚀、成本低廉、结构简单、携带方便等优点。 本论文主要围绕光纤微弯传感技术进行动态称重的原理,对测量系统进行了详细设计。整个称重系统的设计分为光纤传感系统、硬件系统和软件界面三个部分。首先是光源、光探测器、光纤的选择以及微弯变形器的设计,本文以锯齿形微弯变形体为依据,对锯齿形状和变形体的材料进行了改良。然后设计了合理的光源驱动电路和信号放大电路,光探测器输出的电压信号经放大电路进入数字系统,包括数据采集,数据处理,定标,界面设计等工作,利用数学模型将称重电压信号转换成重量值并显示。本论文采用了数据采集卡和软件界面相结合的方式,以数据采集卡作为处理系统,以VC++6.0作为开发平台,全部以软件的方式实现其功能。最后利用自组的装置进行了测试和精度分析,达到测量系统的要求。


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