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2、進位原則引起的穩(wěn)定顯示問題
數(shù)顯軌距尺是按一定的進位原則對數(shù)據(jù)進行修約后顯示出相應的數(shù)值。軌距尺有普通鋁合金軌距尺及數(shù)字軌距尺,正常使用的大多數(shù)是普通鋁合金軌距尺。以傳統(tǒng)的四舍五入原則為例,當實際數(shù)值在0.015~O.025mm時,顯示屏上均顯示為0.02mm;當實際值正好為O.015 mm或者0.025 mm 這2個臨界點時,顯示屏幕上的顯示數(shù)值就會在O.Olmm和0.02mm或0.02mm和0.03mm之間跳動,而不能顯示穩(wěn)定的數(shù)值。數(shù)顯軌距尺的傳感器存在著輸出的非線性問題,它直接影響到控制系統(tǒng)對外界物理量變化的判斷和控制。如果由傳感器搭建的電路輸入與輸出成線性關(guān)系,那么,對控制程序的編制會顯得特別容易。而在實際過程中,電路的輸入和輸出往往都是非線性的,這就需要選擇一個合適的算法,把這種函數(shù)關(guān)系輸入給控制系統(tǒng),從而把外界的物理量變化實時地顯示出來。目前,一般采用代數(shù)插值法對傳感器的非線性進行補償。代數(shù)插值法的理論基礎,是把一段曲線分成若干個直線段來近似代替。直線段數(shù)越多,其組合就越趨近于被代替的曲線。但是,如果所分成的線段越多,線段之間的臨界點電越多,數(shù)顯尺的示值穩(wěn)定性就越難保證。只有使用具有足夠多位數(shù)的傳感器,在保證其示值穩(wěn)定性的前提下,再運用插值法進行曲線模擬,才能滿足要求。
3、零位漂移和溫度漂移問題
任何傳感器均存在著零位漂移和溫度漂移問題。我公司目前生產(chǎn)的標尺式軌距尺準確度分為1級和2級兩個等級,1級軌距尺用于測量允許速度不超過250km/h的鐵路線路,2級軌距尺用于測量允許速度不超過160km/h的鐵路線路。零位漂移是指輸入電壓為零,輸出電壓偏離零值的變化,是影響傳感器準確度的重要因素之一。解決零位漂移的有效措施是采用差分電路。差分電路的輸入端是2個信號的輸入,這2個信號的差值為電路有效輸入信號。電路的輸出是對這2個輸入信號之差的放大,對共模輸入信號有很強的抑制能力(對差模信號沒有多大的影響),可以抑制由外界條件的變化帶給電路的影響,如溫度噪聲等。如果存在干擾信號,會對2個輸入信號產(chǎn)生相同的干擾,通過二者之差,干擾信號的有效輸入為O,從而達到抗共模干擾的目的,具有抑制零點漂移作用。
溫度漂移是指由于溫度的變化引起半導體器件參數(shù)的變化繼而導致輸出電壓的變化。但是,如果所分成的線段越多,線段之間的臨界點電越多,數(shù)顯尺的示值穩(wěn)定性就越難保證。由于電子元器件受溫度變化的影響是沒有規(guī)律的,溫差越大,變化越大,低溫時更加明顯。在實際檢定過程中,把數(shù)顯軌距尺放置在(20±5)℃環(huán)境下,并在該范圍內(nèi)某一溫度恒定后(如 20℃),當溫度變化到另一溫度(如25℃)再次恒定時,觀察2次數(shù)顯軌距尺在檢定器上同一位置所指示的水平(超高)示值,發(fā)現(xiàn)該值會有明顯的變化,此變化是非線性、無規(guī)律的。解決這個問題可以通過實踐摸索,設計出合理的溫度補償電路或者采取一定的溫度補償措施。
目前,數(shù)顯軌距尺已經(jīng)廣泛應用于高速鐵路建設中,如果忽略上述問題,將會給數(shù)顯軌距尺的準確度帶來了很大的不確定因素,終將會影響線路測量質(zhì)量。在檢定過程中,檢定人員應該注意以上問題。
襄陽海特測控嚴格按照行業(yè)標準,自主研發(fā)生產(chǎn)的數(shù)顯軌距尺具有超高的測量精度和穩(wěn)定度,在全國同類產(chǎn)品中達到較高水平。
為了進一步提高軌距尺的檢測準確度,在示值讀數(shù)方面我們采用雙游標方法(也可采用3游標的方法),即:軌距使用一個游標,查照間隔和護背距離共同使用一個游標,使得軌距尺的分度值達到了0.2mm。對比機械軌距尺,數(shù)顯軌距尺有以下優(yōu)勢——精度高、穩(wěn)定性好、使用方便精度高:最前沿的微電子技術(shù)和智能化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),自帶溫度補償優(yōu)化,溫漂小,消除了材料熱脹冷縮對測量精度的影響。這種結(jié)構(gòu)與現(xiàn)流行的軌距尺在示值讀數(shù)方面:軌距與查照間隔、護背距離采用一條公共指示線的方法相比較,具有示值調(diào)整方便、讀數(shù)準確度高的特點,調(diào)整軌距示值時不會與查照間隔、護背距離相互產(chǎn)生干涉,克服了調(diào)整軌距示值后因測量力而引起的查照間隔、護背距離示值產(chǎn)生誤差的現(xiàn)象。