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道路弯板式称重传感器数值仿真与实验研究
| 论文题名： | 道路弯板式称重传感器数值仿真与实验研究 |
| 关键词： | 称重传感器;车辆超载;交通安全;数值仿真;检测精度衡 |
| 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。 |
| 作者： | 王永波 |
| 专业： | 力学；工程力学 |
| 导师： | 郑罡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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