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動態電子軌道衡
培訓手冊
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目錄第一章動態電子軌道衡的結構、原理3
一、動態電子軌道衡定義
二、電子軌道衡分類
三、動態電子軌道衡結構原理
第二章軌道衡的計量效能及其影響因素6
一、軌道衡的計量效能
二、影響軌道衡計量效能的因素
第三章不斷軌動態電子軌道衡12
一、不斷軌動態電子軌道衡特點
二、技術效能指標
三、不斷軌動態電子軌道衡的組成
四、電器連線原理
五、稱重原理
第四章、電氣裝置常見故障及維護16
一、計算機檢查事項
二、 顯示器不顯示，檢查
三、鍵盤無響應
四、 稱重狀態顯示「列車上台」，「零點」不正確，檢查
五、過衡有方向性誤差，檢查
第五章、日常保養中應注意以下幾個方面22
第一章動態電子軌道衡的結構、原理
一、 動態電子軌道衡定義
對於裝散裝貨物處於低速行使狀態的火車車輛，能夠自動稱量出它質量的衡器稱為動態軌道衡。或者說，具有稱載臺，檯面裝有鋼軌，能夠自動稱量低速行使狀態的火車車輛的重量，這種計量裝置叫動態軌道衡。它屬於自動稱量的衡器，通常稱之為電子軌道衡。
二、 電子軌道衡分類
1、 按結構形式分類
斷軌式軌道衡
a)斷軌單檯面軌道衡
b)斷軌雙檯面軌道衡
c)斷軌三檯面軌道衡
不斷軌式軌道衡
a)不斷軌單檯面軌道衡
b)不斷軌雙檯面軌道衡
2、 按計量狀況分類可分為三種：
軸計量，即乙個軸乙個軸稱量，四次稱量相加得出一節車的總重量。
轉向架計量，即乙個轉向架稱一次，二次相加得出車輛總重。
雙檯面整車計量，對於常用車輛可以整車計量，對於特殊車輛可以自動轉換成單檯面轉向架計量，也可以動態、靜態兩用。
三種計量方式比較：
3、 按稱重形式分類
靜態電子軌道衡
車輛在軌道衡臺面上於靜止狀態下進行稱量，該種衡器線路和車輛狀態對軌道衡影響較小，稱量準確度較高。
動態電子軌道衡
動態稱量是指稱量執行中的鐵路車輛的重量，從力學角度來看，動態稱量是在稱量系統受力未達到平衡之前就進行稱量，因此在動態稱量中瞬時、一次地測量，其結果往往不夠理想。為達到要求的準確度，需要多次取樣測量，並且還必須對多次測量的結果按動態稱量的規律進行資料處理。
三、 動態電子軌道衡結構原理
動態電子軌道衡從其結構上分析，應該包括線路、引軌、稱台、感測器、二次儀表（動態通道，稱重訊號的接收、放大、濾波、模數轉換，計算機，印表機，穩壓電源）等幾個主要部分。
1、 線路及引軌
檯面兩側連線稱台主梁的鐵路線統稱為軌道衡的線路部分，這部分包括主梁檯面軌兩端的一段鋪在鋼筋混凝土基礎上的引軌和兩側的線路，國產軌道衡一般是這樣要求的：基坑兩端應有25公尺左右的鋼筋混凝土基礎的整體道床，連線整體道床兩側含有50公尺以上的平直段，要求坡度在0.1%之內，不允許超過0.
2%。2、 機械部分
機械部分是由計量檯面，過度器，縱向限位器，橫向限位器，蓋板等部分組成。
計量檯面的主梁，由縱向及橫向限位拉桿聯成乙個非剛性的連線體，稱之為稱梁框架，稱梁框架由四隻柱式感測器支撐，四隻感測器分別固定在兩個衡梁底座上。
為使計量檯面既能上下活動自如，又能在車量駛過檯面後，恢復原位，這就必須設法減少計量檯面在動態下的位移，於是採用裝設縱向、橫向限位器來實現。
過渡器是裝在引軌與檯面軌接縫處，使車輪駛過接縫時，減小衝擊、振動的部件。
3、 感測器
處於動態中的車輛，其重力加到計量檯面作用到置於稱橋四腳的感測器上，完成力--電轉換，即將重力訊號轉換為電壓訊號。
4、 二次儀表部分
從計量檯面下的感測器送出的電訊號，通過接線電纜，傳到控制台，接收並處理這兩方面的控制裝置，統稱二次儀表部分，也就是主機部分。
總之，動態電子軌道衡的結構和工作原理，概括的說，受動力機車牽引的連掛車輛，以一定的速度，進入軌道衡檯面一側的線路，經引軌駛進檯面，車輛的重量通過輪軸或轉向架加到主梁，壓到感測器上，由感測器將重量訊號轉換為電壓訊號，經放大、濾波後送入a/d轉換裝置，將模擬訊號轉換為數碼訊號，通過計算機介面，送入計算機，再經過程式軟體，進行資料處理，然後將稱重的結果，在螢幕上顯示和在印表機上列印出來。
第二章軌道衡的計量效能及其影響因素
一、軌道衡的計量效能
1、動態電子軌道衡的示值正確性
動態電子軌道衡的示值正確性主要是指感測器的非線性誤差，還包括測量、控制、資料處理與指示機構的正確性。稱重感測器在調整正確的情況下，主要由非線性特性決定示值正確性。用不同載荷對感測器載入三次，在將各點的實測值與理論值比較，其中最大的誤差點即為感測器的非線性誤差。
2、重複性
測量的重複性是在實際相同的測量條件下（如用同一方法，同一觀測者，用同一計量器具，在同一環境條件下，限於很短時間間隔內），對同一被測的量進行連續多次測量時，其測量結果的一致程度，在對軌道衡的檢定中，在某一稱量點，檢衡車多次上衡，而且停在檯面的相同位置上時，衡示值之間的一致程度，動態軌道衡在檢衡車組多次通過稱台，其示值之間的一致程度，也就是所謂的重複性，它反映出感測器輸出的一致性，以及儀表測量指示的重複性，即連續重複稱量同一重物時，各次稱量的一致程度。
3、方向性
軌道衡的方向性是指一列車在衡器上往返行使時所稱量示值之間誤差。他不同於重複性，它反映出稱臺的機械狀態好壞、感測器的安裝是否垂直以及線路的平直度等指標。
4、靈敏度、鑑別力
靈敏度是指軌道衡對被測量變化的反應能力，鑑別力是指衡器對載荷微小變化的反應能力，對於給定載荷的鑑別力閾，即為附加載荷的最小值，當將此載荷輕緩地放到稱台上或從中取走時，即能使示值產生乙個可察覺的變化。通常指是對電子衡器採用「鑑別力」而對機械式衡器多採用「靈敏度」這個名詞，電子軌道衡的鑑別力由機械稱台的惰性、感測器輸出的靈敏度等因素決定。
二、影響軌道衡計量效能的因素
1、稱重感測器本身的效能所造成的誤差
稱重感測器的結構，彈性體的材質和製造工藝，應變片的質量和貼片工藝等，是影響感測器效能的關鍵。感測器的計量效能是按其示值的非線性誤差，重複性誤差，滯後誤差，蠕變誤差，靈敏度係數誤差和溫度影響誤差和綜合誤差來衡定的。
(a) 重複性誤差是指感測器在同一載荷的反覆作用下，其每次的輸出電壓不完全相同。一般用重複三次測量程序資料的最大變動量來表示感測器示值的重複性誤差。
(b) 滯後誤差是指感測器的三次載入程序平均值與三次減載回程平均值之差。
(c) 蠕變誤差是指感測器在一定時間內承受不變載荷時，因其輸出電壓的緩慢變化而帶來的誤差。
(d) 溫度誤差是指在任意載荷下的感測器。當其周圍環境溫度改變時，將產生一定的附加輸出電壓，此附加電壓即為感測器輸出的溫度誤差。
運動中的車輛通過動態軌道衡時，車輛的車輪由檯面的一端移動到另一端。一端的感測器逐漸減載，而另一端感測器逐漸載入。這樣，當車輛位於臺面上的不同位置時，滯後作用將導致感測器的輸出電壓的不一致，從而造成計量誤差。
另外感測器的結構形式和抗側向力的能力也是影響車輛動態稱量準確度的因素。
2、車輛和檯面機械部分的振動所造成的誤差
動態稱重是在車輛行進過程中完成的，由於車輛的運動，計量檯面四個支點的受力在不停的變化著。也可以說感測器的受力是變化的，其輸出訊號不是乙個恆定值，因此，測量某一瞬間感測器的輸出來作為車輛的重量，顯然會有相當大的誤差。
根據車輛結構的分析，當車輛某一軸或轉向架在行進中通過軌道衡計量檯面時，由於車輛減振簧的振動，感測器輸出訊號在乙個恆定值上做上下波動，這個波動訊號的頻率與車輛自重、載重及彈簧的剛度有關；振幅則與列車速度、軌道狀態和軌縫過渡情況有關，其峰-峰值（最大值與最小值之差）一般為恆定分量的10%-20%。
雖然在設計軌道衡時已盡可能地加大計量檯面的剛度，減小軌縫過渡時的衝擊，加長引線軌平直道的長度，但也很難將波動分量的峰-峰值降到恆定分量的5%以下。因此，為了進一步減小振動所引入的誤差，必須在轉向架通過計量檯面的有效期間內，對感測器的輸出訊號多次進行取樣測量。然後將採得的資料加以適當處理，力求減小振動誤差。
振動誤差公式為：
α=±m/πfτ
其中m-稱台振幅
f-波動訊號頻率
τ-轉向架在臺面上的停留時間
由此可見，頻率f越小，振動誤差越大；車輛在計量臺面上的停留時間越長，誤差越小。這就意味著，要提高計量準確度，就必須降低車速。
3、牽引力通過車鉤影響所造成的計量誤差
在車輛聯掛進行動態稱量時，由於線路、稱台的坡度和高差，車鉤的狀態和位置的變化，以及牽引力的變化，將會引起車輛重量的轉移，從而產生稱量誤差。
如圖所示的編組示意圖，其中20%q車輛的車鉤要比相鄰車輛的車鉤高，因此在機車拉著列車通過稱台時，牽引力對其有乙個向下的垂直分力，這個垂直分力會引起稱量誤差，使稱量值偏重，圖(a)。當機車推著列車通過稱台時，這個垂直分力又會向上，使稱量值偏輕，圖(b)。
(a)b)
牽引力通過車鉤影響所造成的稱量誤差
牽引力的垂直分力為車鉤的水平高差所引起，水平高差越大，造成的稱量誤差必然也就越大。過載車的車鉤水平位置相對較低，所以輕-重-輕或者重-輕-重的聯掛方式都會使中間車輛產生較大的稱量誤差。此外，垂直分力的大小與牽引力成正比，所以這種聯掛方式越靠近機車，或聯掛的車輛數量越多，誤差也越大。
由於垂直分力是直接疊加到稱量值中去的，亦即產生的是絕對誤差，所以在牽引力與高差均相同時，輕車的相對誤差要比重車大許多倍。
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