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檢定數(shù)顯軌距尺應(yīng)注意的問題

來源：www.tcjnrj.cn | 發(fā)布時間：2019年03月09日

數(shù)顯軌距尺,數(shù)顯表電子尺,數(shù)顯萬能角度尺應(yīng)注意的問題

隨著高速鐵路的建設(shè)和發(fā)展，越來越多的先進(jìn)計量檢測設(shè)備應(yīng)用到現(xiàn)場實(shí)際工作中，數(shù)顯軌距尺就是其中之一。2008年，鐵道部實(shí)施修訂的JJG219-2008《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路軌距尺》后，全路開展對數(shù)顯軌距尺的檢定。JJG219-2008針對數(shù)顯軌距尺，詳細(xì)制定了相關(guān)的計量性能要求以及檢定方法，但在實(shí)際檢定工作中，仍有許多值得注意的問題。

l、分辨力問題
JJG 219-2008要求，l級數(shù)顯軌距尺軌距的分辨力不大于O.Olmm，水平(超高)的分辨力不大于O.lmm。數(shù)顯軌距尺是通過傳感器把實(shí)際的物理量通過AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成電信號傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過液晶顯示屏顯示出線路的軌距和水平(超高)數(shù)值的計量器具。所以，傳感器分辨率的大小直接影響到數(shù)顯軌距尺的分辨力。傳感器的分辨率則是指數(shù)字量變化一個最小值時模擬信號的變化量，定義為滿刻度與2n的比值，通常以數(shù)字信號位數(shù)來表示。以量程為100mm的傳感器為例，要達(dá)到O.Olmm的分辨力，其數(shù)字信號位數(shù)為100/2n≤0.01,n≥13。即傳感器數(shù)字信號位數(shù)應(yīng)至少為13位。傳感器位數(shù)越多，造價就越高。

實(shí)際檢定過程中發(fā)現(xiàn)，有的數(shù)顯軌距尺的分辨力并不能滿足規(guī)程要求，只是表面上顯示了小數(shù)點(diǎn)后第2位的數(shù)值，其準(zhǔn)確度達(dá)不到0.01mm。為此，將數(shù)顯軌距尺放在I級軌距尺檢定器上，在軌距尺軌距測量范圍內(nèi)任意測量點(diǎn)上，旋緊檢定器活動測塊的緊固旋鈕，然后轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕，發(fā)現(xiàn)在檢定器示值變化O.07 mm甚至更多時，數(shù)顯軌距尺顯示的示值才變化O.Olmm。這種現(xiàn)象說明，該數(shù)顯軌距尺的分辨力沒有達(dá)到小于等于O.Ol mm的要求，即軌距尺傳感器的數(shù)字信號位數(shù)不夠，它只是通過軟件控制顯示了小數(shù)點(diǎn)后2位的數(shù)值，而該值存在著±O.07 mm的誤差。此問題在常規(guī)檢定時很難發(fā)現(xiàn)。

2、進(jìn)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(jìn)位原則對數(shù)據(jù)進(jìn)行修約后顯示出相應(yīng)的數(shù)值。以傳統(tǒng)的四舍五入原則為例，當(dāng)實(shí)際數(shù)值在0.015～O.025mm時，顯示屏上均顯示為0.02mm；當(dāng)實(shí)際值正好為O.015 mm或者0.025 mm 這2個臨界點(diǎn)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(shí)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(shí)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(jìn)行補(bǔ)償。代數(shù)插值法的理論基礎(chǔ)，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(diǎn)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(yùn)用插值法進(jìn)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。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(zhǔn)確度的重要因素之一。解決零位漂移的最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(qiáng)的能力(對差模信號沒有多大的影響)，可以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(dá)到抗共模干擾的目的，具有零點(diǎn)漂移作用。

溫度漂移是指由于溫度的變化引起半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化繼而導(dǎo)致輸出電壓的變化。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(shí)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(dāng)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(shí)踐摸索，設(shè)計出合理的溫度補(bǔ)償電路或者采取一定的溫度補(bǔ)償措施。

目前，數(shù)顯軌距尺已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高速鐵路建設(shè)中，如果忽略上述問題，將會給數(shù)顯軌距尺的準(zhǔn)確度帶來了很大的不確定因素，最終將會影響線路測量質(zhì)量。在檢定過程中，檢定人員應(yīng)該注意以上問題。

襄陽海特測控嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，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，在同類產(chǎn)品中達(dá)到較高水平。

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