一种新型动态轨道衡应力检测方法.pdf

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1、2011拒仪表技术与传感器20l1第4期InstrumentTechniqueandSensorN0．4一种新型动态轨道衡应力检测方法石延平，周庆贵(淮海工学院机械系，江苏连云港222005)摘要：为了提高动态轨道衡中应力的检测精度，研究了利用非晶态合金逆磁致伸缩效应进行动态检测轨道应力的新方法。首先，设计了一种差动压磁式三磁极应力传感器，论述了其基本结构和工作原理，并推导出了这种传感器的输出方程。然后，分别在材料试验机与矿山有轨运输轨道上进行了静态特性标定和实测试验。试验表明这种检测方法的最大重复性误差和线性误

2、差分别小于1．36％和1．54％，灵敏度可达5．47mV／kN，应用于动态轨道称重是可行的。另外，这种方法简单，传感器坚固耐用，安装方便。关键词：应力检测；动态轨道衡；非晶态合金；逆磁致伸缩效应；传感器中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)04—0076—04NewStressMeasurementMethodforDynamicWeighRailSHIYah—ping，ZHOUQing—gui(DepartmentofMechanicalEngineering，Hualha

3、lInstituteofTechnology，Lianyungang，222005，China)Abstract：Inordertoimprovethestressmeasurementprecisionintheweighrail，anewstressmeasurementmethodbasedonmagnetoelasticeffectofamorphousalloyforthedynamicweighrailwasresearched．Akindofdifferentialstresssensormagne

4、toelas—ticforcesensorwiththreemagneticpoleswasdesigned，anditsstructure，principle，outputcharacteristicwerediscussed．Then，thestatictestandactualmeasurementwererespectivelymadeonamaterialtestingmachineandtheminehaulagerail．Theresultsindicatethatthedynamicweighme

5、thodisfeasible．Itsmaximumrepeatabilityerrorandlinearityerrorlowerthan1．36％and1．54％respectively，anditsmeasurementsensitivityisupto5．47mV／kN．Besides，itissimple，convenientandthesensorisalsosolidtoinstallanduse．Keywords：stressmeasurement；dynamicweighrail；amorphou

6、salloy；magnetoelasticeffect；sensor0引言曲弯形，钢轨中性轴以上的部分受到压力，中性轴以下的部分动态轨道衡是利用传感器测量普通钢轨或经过特制的钢受到拉力，在中性轴上既不受压又不受拉，属于纯剪切应力状轨在车辆通过时的变形量来实现称重的系统。这种动态称重态，沿45。和135。方向为最大和最小主应力方向。轨无需基坑和秤台，称量速度高I2j。目前，适合这种动态轨剪力型称重轨是当车辆通过称量区时，钢轨因加载发生弯道衡的应力检测方法以及传感器还比较少。文中介绍一种适曲弯形，钢轨中性轴以上的部分

7、受到压力，中性轴以下的部分合动态轨道衡的新型应力检测方法。受到拉力，在中性轴上既不受压又不受拉，属于纯剪切应力状1动态轨道衡的工作原理态，沿45。和135。方向为最大和最小主应力方向。因此可在钢根据测量原理的不同，动态轨道衡可以分为轨底贴片轨中性轴位置安装剪切力称重传感器，通过剪切力信号大小进Sneed桥测量、轨腰剪力测量和轨底压力与轨腰剪切力复合测行称重。图中称重轨支承于0一02上，支距为L；S、为各距量3种主要方式“J。文中所研究的基于非晶态合金逆磁致支承的两截面上的点，位于中性轴上。G为轮重，当G的位伸缩效

8、应的应力检测方法适用于轨腰剪力测量方式，其工作原置l，变化时，在s。和s所在截面上的剪力也随之变化。当轮理如图1所示。重位于S。和S2所在截面之间时，两截面上的剪力合成为一常量，其值即为轮重。在这种动态轨道衡中，主要采用电阻应变G片和塞孔型压磁剪力传感器。电阻应变片有较高的测试灵敏o1s1S2度和精度，但粘合剂性能的优劣直接影响应变计的工作特性，如蠕变、机械滞后、绝缘电阻