浅谈公路颠簸累计仪测量传感器的设计
公路颠簸累计仪的核心部件是测量传感器，它的准确性、精度、使用寿命直接影响仪器的性能。现有测量传感器存在钢丝、簧片易断、易跳槽问题，经常使测量中断。有待于研究一种新型测量传感器。以使公路颠簸累计仪的性能更加完美。
一、平整度测量及公路颠簸累计仪原理分析
在公路上行驶的车辆其车轮构成的平面为行驶平面。由于路面存在高于或低于行驶平面的部分。当行驶车辆遇到低于行驶平面的部位时车身一面做直线运动，一面做下落运动，加速度方向向下大小为地心引力。因此车体在垂直方向产生向下运动。当遇到高于行驶平面的部位时，测试车向前的冲力与地面相互作用，使车身受地面反作用力产生向上的加速度，大小为冲击力的反作用力在垂直方向的投影，在这个力的作用下，使车身向上运动。车身的这种上下运动速度的变化，使得车内物体受力，使整个运动系统产生受迫振动。其振动的幅值和频率与路面的平整度和车身的固有频率有关，当路面平整时，振幅小，平整度差时，振幅大，当车速慢、高低部位间隔远时频率低，反之频率高。车身的颠簸振动间接反映了路面平整度情况。公路颠簸累计仪是测量车体与后桥之间由于这种振动产生的相对位移，它测量的是测试车不规则振动的单向振幅的累计值。我们用Ｌ代表累计值，在给定速度的情况下单位距离的Ｌ值越大则路面越平整度差。由此间接的测量路面的平整度。
实际上汽车在路面上行走时，由于路面原因产生的颠簸振动是一种能量，汽车行驶产生的这种振动能量，可以通过各种手段来测量，在测试车上安装一个电磁振动信号发生器，随着振动能量的变化产生相应的电信号。路面平整度差，颠簸能大，电信号强，路面平整，颠簸能小，电信号弱，电信号的强弱变化反映了路面的平整度情况。
但是这种振动能量中包含了多种成分，有发动机的自身振动、路面的不平引起车体的振动和高速行驶时空气动力引起的振动，因此产生的电信号中包含有许多干扰成分，干扰信号的频率较高，我们可以采用分频的方法将它滤出，选择我们需要的路面因素引起的振动信号。通过加工处理可以作为路面平整度信号输出。
二、公路颠簸累计仪测量传感器的设计原则
测量传感器改进主要是设计和选择电磁信号发生器，一方面要考虑路面的影响，另一方面要考虑测试车等因素的影响，还要考虑两者之间的关系。
路面平整度与测量车颠簸振动的关系由路面平整度和整个测量系统固有频率决定。设计公路颠簸累计仪测量传感器首先要计算出测量系统的固有频率。然后分析平整度与测量系统固有频率的关系。当测量系统固有频率与路面平均起伏频率接近时测量灵敏度高，但是测量系统的固有频率主要取决于测试车不易改变，虽然可以通过改变车速来改变平均基坡频率但是范围较小，所以路面平均起伏频率与测量系统的固有频率存在着一定的差距，测量传感器的固有频率应选择在两者之间。可根据以上原则设计选择电磁信号发生器。
三、公路颠簸累计仪测量传感器的设计概要
电磁振动传感器采用高质量的弹簧固定永久磁铁并加设阻尼系统，磁铁重量和弹簧的弹性系数决定着电磁振动传感器的固有频率，通过调整两者的数值使电磁振动传感器的固有频率介于路面中心频率和测量系统固有频率之间，由于整个振动系统的谐振作用使的高次谐波衰减。这样可以有效的消除来自各方面的干扰，提高测量精度。
当测试车行驶时，由于车体的颠簸使永久磁铁运动。在测量线圈中产生相应的电信号，经传感器本身的预处理电路，首先对信号放大、滤波，将高频干扰信号滤除，然后送入桥式检波器，以取得信号的绝对值，经预处理的电信号，送线性压控振荡器，产生与颠簸信号电压成正比的脉冲信号，当颠簸幅度小时脉冲个数少，反之脉冲个数多，计算机记录脉冲个数将其累加，从而实现对颠簸信号的积分。单位距离的脉冲个数反映了路面的平整情况。
该测量传感器反应灵敏，测量精度高，不存在连接钢丝断裂和跳槽的问题。明显的延长了使用寿命。（爱上考试网二级建造师编辑整理）
上一篇：214线退化性多年冻土地区试验路设计
下一篇：旧沥青路面薄层罩面施工介绍