铁路货车载荷谱及其应用
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4.2.2 零点漂移处理

每次测试前(如在列车启动前)需要进行动态应变仪的调平衡处理,从理论上讲,若试验前动态应变仪的输出是零,在停车后动态应变仪的输出信号也应当回零。事实上,由于电子设备的发热以及各种外界因素的影响,动应力信号相对零线有一个明显的偏移,这就是零点漂移现象(简称“零漂”,下同)。

在长距离货车载荷测试后,可以采用分段线性零漂假设对信号的零漂处理,其基本思想是:假设信号的零漂在较短时间内是线性变化的,并将较长的载荷时间历程分成若干段,认为各段内的零漂是线性的,这样整个载荷时间历程的零漂连起来是一条折线(参见图4-2中折线ABCDEFG),用实测信号幅值逐点减去这条折线所对应的值,便可得到所需要消除零漂影响的应力信号。

图4-2 分段线性零漂处理的原理(N=6)

在确定这条折线时首先根据实测信号求各段的信号均值,设为S1,S2,…,SN(其中N为零漂分析段数),如图4-2所示,假设开始采集数据即列车启动时没有零漂,因此折线的起点为零(A);后续各段则考虑折线的连续性,在交界处的折线端点分别取两段均值的平均值(B,C,…,F);对于最后一段折线,其左端点可由连续性来确定,其右端点可由折线FG为斜边的梯形面积FGF′G′与均值线S6所围成的矩形面积S6F′G′相等来确定。如果每段的信号样点数为M,以横坐标表示信号样点数,纵坐标表示信号值的大小,以图4-2所示N=6为例,则零漂折线各点的坐标计算公式如下:

需要指出,在进行零漂处理时,选择零漂分析段数比较关键,每段的信号样点数太少,会对比较典型的信号造成较大的失真,因为机车车辆转向架在过道岔或弯道时可能出现某一段应力水平整体大幅度提高的情况;每段的信号样点数太多,信号的漂移就不能认为是线性的,实际上可能是二次的或者更复杂的非线性。实践表明,在一般情况下,每10~15min作为一段,分段线性零漂假设能够较好地反映实测信号零点漂移的真实状况。