本發(fā)明涉及一種傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高準確度大跨度整體式短軌稱重傳感器。

背景技術(shù)：

由于高速鐵路車輛（高鐵、動車），車速的不斷提升，在車輛輪重略有偏差或風(fēng)口等種種情況下，會大大提高脫軌系數(shù)（車輛產(chǎn)生可能脫軌概率的系數(shù)），為保障安全運行及高鐵車輛脫軌系數(shù)的研究，急需一種針對高鐵車輛的高鐵安全檢測傳感器。其主要是為解決動車組等機車車輛制造及檢修企業(yè)對輪重、軸重、轉(zhuǎn)向架重量、整車重量的安裝調(diào)試是否達標，安置是否偏載等問題而研發(fā)的一種新的檢測裝置。

而國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品存在準確度低、跨度（長度）短、傳感器區(qū)域內(nèi)各位置信號不一致（平滑區(qū)差）等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中短軌稱重器存在準確度低、跨度短、區(qū)域內(nèi)各位置信號不一致的問題，提供了一種高準確度大跨度整體式短軌稱重傳感器。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種高準確度大跨度整體式短軌稱重傳感器，包括底板、傳感器彈性體和側(cè)板，在傳感器彈性體的兩個立面上分別設(shè)置有兩個貼片盲孔，且兩個立面上貼片盲孔之間呈兩兩對稱相對，在每個貼片盲孔底面上分別貼有應(yīng)變片，每兩兩相對的盲孔內(nèi)的兩個應(yīng)變片通過導(dǎo)線相連形成惠斯通電橋，兩個惠斯通電橋相并聯(lián)在一起形成短軌傳感器電路，短軌傳感器電路與控制電路板相連。本發(fā)明以特定的配置方式，將兩組相同組成的惠斯通電橋的應(yīng)變片設(shè)置在同一梁式或板式傳感器彈性體的剪切應(yīng)變盲孔底面上，實現(xiàn)了在同一傳感器彈性體上具有跨度大，準確度高，平滑區(qū)好的優(yōu)點的傳感器結(jié)構(gòu)。滿足了國內(nèi)對該類產(chǎn)品的使用要求，解決了動車組等機車車輛制造及檢修企業(yè)對輪重、軸重、轉(zhuǎn)向架重量、整車重量的安裝調(diào)試是否達標，安置是否偏載等問題的檢測，提高了高速鐵路車輛（高鐵、動車）的安全保障。本發(fā)明中每一對相對的盲孔構(gòu)成一個獨立的測區(qū)，每個獨立的測區(qū)具有單獨的惠斯通電橋接線和單獨的工藝補償。短軌傳感電路由兩個惠斯通電橋并聯(lián)而成，所以當(dāng)作用力作用在此短軌傳感器電路稱量區(qū)內(nèi)不同的點位上時，都相當(dāng)于作用在其中一個惠斯通電橋上，且在每個惠斯通電橋上所得到的準確度和信號都一致，實現(xiàn)了短軌傳感器電路具有多個測區(qū)的目的。

作為一種優(yōu)選方案，所述應(yīng)變片包括壓片和拉片，相對的兩個應(yīng)變片的壓片和拉片共同構(gòu)成一個惠斯通電橋。本方案中應(yīng)變片為雙斜片。

作為一種優(yōu)選方案，應(yīng)變片分別為相對的第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片，第三應(yīng)變片和第四應(yīng)變片，第一應(yīng)變片包括拉片r1和壓片r2，第二應(yīng)變片包括壓片r5和拉片r6，壓片r2、拉片r6、壓片r5、拉片r1首尾相連串聯(lián)在一起，拉片r1與壓片r5連接形成連接點1，連接點1連接供橋端正極，壓片r2與拉片r6連接形成連接點2，連接點2連接供橋端負極，拉片r1與壓片r2連接形成連接點3，連接點3連接輸出端正極，壓片r5與拉片r6連接形成連接點4，連接點4連接輸出端負極，第三應(yīng)變片包括拉片r3和壓片r4，第三應(yīng)變片與第一應(yīng)變片安裝在同一側(cè)，第四應(yīng)變片包括壓片r7和拉片r8，第四應(yīng)變片與第二應(yīng)變片安裝在同一側(cè)，壓片r4、拉片r8、壓片r7、拉片r3首尾相連串聯(lián)在一起，拉片r3與壓片r7連接形成連接點5，連接點5連接供橋端正極，壓片r4與拉片r8連接形成連接點6，連接點6連接供橋端負極，拉片r3與壓片r4連接形成連接點7，連接點7連接輸出端正極，壓片r7與拉片r8連接形成連接點8，連接點8連接輸出端負極，供橋端和輸出端連接到控制電路板上。本方案中在供橋端輸入供橋電壓，當(dāng)應(yīng)變片受力時，輸出端會有一個和作用力成正比的電壓信號，以此測量作用力值的大小。

作為一種優(yōu)選方案，在壓片r2與連接點3之間串聯(lián)有零點補償電阻rz，拉片r6與連接點4之間串聯(lián)有溫度零點補償電阻rto，在壓片r4與連接點7之間串聯(lián)有零點補償電阻rz，拉片r8與連接點8之間串聯(lián)有溫度零點補償電阻rto。本方案中在兩個惠斯通電橋中設(shè)置零點補償電阻rz和溫度零點補償電阻rto用以零點補償和零點溫度補償。

作為一種優(yōu)選方案，在連接點1、連接點5與供橋端正極之間分別串聯(lián)有彈性模量補償電阻rct，在連接點1與連接點5并聯(lián)后的連接點與供橋端正極之間串聯(lián)有靈敏度系數(shù)補償電阻rc，在連接點2、連接點6與供橋端負極之間分別串聯(lián)有彈性模量補償電阻rct，在連接點2與連接點6并聯(lián)后的連接點與供橋端負極之間串聯(lián)有靈敏度系數(shù)補償電阻rc，且在總線供橋正端與負端之間并聯(lián)有輸入電阻ri。本方案增加彈性模量補償電阻rct和靈敏度補償電阻rc用以彈性模量補償和靈敏度系數(shù)補償。

作為一種優(yōu)選方案，在貼片盲孔內(nèi)填充有密封膠。本方案起到防水防潮的作用，保護了應(yīng)變片。

作為一種優(yōu)選方案，在傳感器彈性體的一側(cè)立面上設(shè)置有安裝盲孔，控制電路板安裝在安裝盲孔內(nèi)，在安裝盲孔內(nèi)填充有密封膠。

作為一種優(yōu)選方案，在傳感器彈性體兩個立面的兩端處沿長度方向分別設(shè)置有應(yīng)力引導(dǎo)槽。本方案使得作用力能集中于最佳區(qū)域，從而提高短軌傳感器測量的準確度。

作為一種優(yōu)選方案，側(cè)板分別設(shè)置在傳感器彈性體兩端，將傳感器彈性體夾在側(cè)板之間，側(cè)板通過螺栓固定在底板上，且在側(cè)板上設(shè)置有螺栓穿過兩側(cè)板和傳感器彈性體將傳感器彈性體固定。

作為一種優(yōu)選方案，在傳感器彈性體與側(cè)板相接的側(cè)面上設(shè)置有卡槽，在側(cè)板上對應(yīng)設(shè)置有凸條，側(cè)板與傳感器彈性體安裝時凸條嵌入在卡槽內(nèi)。本方案使得側(cè)板與傳感器彈性體連接更加緊固，同時卡槽也使得作用力能集中于最佳區(qū)域，從而提高短軌傳感器測量的準確度。

因此，本發(fā)明的優(yōu)點是：以特定的配置方式，將兩組相同組成的惠斯通電橋的應(yīng)變片設(shè)置在同一梁式或板式傳感器彈性體的剪切應(yīng)變盲孔底面上，實現(xiàn)了在同一傳感器彈性體上具有跨度大，準確度高，平滑區(qū)好的優(yōu)點的傳感器結(jié)構(gòu)。滿足了國內(nèi)對該類產(chǎn)品的使用要求，解決了動車組等機車車輛制造及檢修企業(yè)對輪重、軸重、轉(zhuǎn)向架重量、整車重量的安裝調(diào)試是否達標，安置是否偏載等問題的檢測，提高了高速鐵路車輛的安全保障。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的一種正視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本發(fā)明的一種側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3是附圖1中a-a向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4是本發(fā)明中短軌傳感器電路的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖。

1-傳感器彈性體2-側(cè)板3-底板4-貼片盲孔5-應(yīng)變片6-控制電路板7-安裝盲孔8-應(yīng)力引導(dǎo)槽9-卡槽10-凸條11-密封膠。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。

實施例：

本實施例一種高準確度大跨度整體式短軌稱重傳感器，如圖1所示，包括短軌，短軌包括底板3、傳感器彈性體1和側(cè)板2。側(cè)板分別設(shè)置在傳感器彈性體兩端，將傳感器彈性體夾在側(cè)板之間，如圖2所示，在傳感器彈性體與側(cè)板相接的側(cè)面上設(shè)置有卡槽9，在側(cè)板上對應(yīng)設(shè)置有凸條10，側(cè)板與傳感器彈性體安裝時凸條嵌入在卡槽內(nèi)。側(cè)板通過螺栓固定在底板上，且在側(cè)板上設(shè)置有螺栓穿過兩側(cè)板和傳感器彈性體將傳感器彈性體固定。

如圖1和圖3所示，在傳感器彈性體的兩個立面上分別設(shè)置有兩個貼片盲孔4，且兩個立面上貼片盲孔之間呈兩兩對稱相對，在每個貼片盲孔底面上分別貼有應(yīng)變片5，每兩兩相對的盲孔內(nèi)的兩個應(yīng)變片通過導(dǎo)線相連形成惠斯通電橋，兩個惠斯通電橋相并聯(lián)在一起形成短軌傳感器電路，短軌傳感器電路與控制電路板6相連。在傳感器彈性體的一側(cè)立面上設(shè)置有安裝盲孔7，控制電路板安裝在安裝盲孔內(nèi)。為了防水防潮，在貼片盲孔和安裝盲孔內(nèi)都填充有密封膠11。

為了使得作用力能集中于最佳區(qū)域，提高短軌傳感器測量的準確度，在傳感器彈性體兩個立面的兩端處沿長度方向分別設(shè)置有應(yīng)力引導(dǎo)槽8。

應(yīng)變片包括壓片和拉片，相對的兩個應(yīng)變片的壓片和拉片共同構(gòu)成一個惠斯通電橋。

如圖4所示，應(yīng)變片分別為相對的第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片，第三應(yīng)變片和第四應(yīng)變片，第一應(yīng)變片包括拉片r1和壓片r2，第二應(yīng)變片包括壓片r5和拉片r6，壓片r2、拉片r6、壓片r5、拉片r1首尾相連串聯(lián)在一起，拉片r1與壓片r5連接形成連接點1，連接點1連接供橋端正極，壓片r2與拉片r6連接形成連接點2，連接點2連接供橋端負極，拉片r1與壓片r2連接形成連接點3，連接點3連接輸出端正極，壓片r5與拉片r6連接形成連接點4，連接點4連接輸出端負極，第三應(yīng)變片包括拉片r3和壓片r4，第三應(yīng)變片與第一應(yīng)變片安裝在同一側(cè)，第四應(yīng)變片包括壓片r7和拉片r8，第四應(yīng)變片與第二應(yīng)變片安裝在同一側(cè)，壓片r4、拉片r8、壓片r7、拉片r3首尾相連串聯(lián)在一起，拉片r3與壓片r7連接形成連接點5，連接點5連接供橋端正極，壓片r4與拉片r8連接形成連接點6，連接點6連接供橋端負極，拉片r3與壓片r4連接形成連接點7，連接點7連接輸出端正極，壓片r7與拉片r8連接形成連接點8，連接點8連接輸出端負極，供橋端和輸出端連接到控制電路板上。

在壓片r2與連接點3之間串聯(lián)有零點補償電阻rz，拉片r6與連接點4之間串聯(lián)有溫度零點補償電阻rto，在壓片r4與連接點7之間串聯(lián)有零點補償電阻rz，拉片r8與連接點8之間串聯(lián)有溫度零點補償電阻rto。

在連接點1、連接點5與供橋端正極之間分別串聯(lián)有彈性模量補償電阻rct，在連接點1與連接點5并聯(lián)后的連接點與供橋端正極之間串聯(lián)有靈敏度系數(shù)補償電阻rc，在連接點2、連接點6與供橋端負極之間分別串聯(lián)有彈性模量補償電阻rct，在連接點2與連接點6并聯(lián)后的連接點與供橋端負極之間串聯(lián)有靈敏度系數(shù)補償電阻rc，且在總線供橋正端與負端之間并聯(lián)有輸入電阻ri。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了傳感器彈性體、側(cè)板、底板、貼片盲孔等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。