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摘要:在如今铁路发展迅猛,钢轨在多年的使用后,经磨损老化等因素的影响,其直线度等安全指标已经远远不如建设初期的设计指标。为了防止这种老化的钢轨给运行中的列车造成影响,越来越多的钢轨需要人工来检测它的安全性并维护。所以,现在的钢轨检测急需一种成本低、精度高、误差小、使用方便并且测量距离长的设备。 为解决上述问题,设计了基于PSD的钢轨直线度检测装置,详细的论述了设备的构成和工作原理。装备采用新型位置传感器PSD采集坐标信息,采集信息经过电流到电压的转换放大后交由模数转换器,将转换信息传输给单片机,之后通过软件控制算法确定坐标,通过数码转化可显示出激光照射的位置坐标。检测装置可放置在钢轨上,通过相对坐标的变化来确定直线度,进而达到检测钢轨的目的。
关键词:导轨;直线度;PSD;激光
目录 摘要 Abstract 1 绪论-1 1.1 课题背景及其意义-1 1.2 铁轨直线度对列车安全运行的重要性-1 1.3 国内外轨道测量设备发展现状-2 1.4 课题的研究目标及主要工作-2 2 光电位置传感器PSD-4 2.1 工作原理-4 2.1.1 PSD的结构-4 2.1.2 PSD的原理-4 2.2 PSD的特点-5 3 硬件设计-7 3.1 系统总体硬件设计-7 3.2 单片机控制电路-7 3.3 电源模块-8 3.4 I/V转换与放大电路-8 3.4.1 I/V转换电路-9 3.4.2 放大电路-9 3.5 数据采集电路-10 3.5.1 A/D转换器的选择-11 3.5.2 A/D转换器的数据采集-11 3.5.3 A/D转换器与单片机的接口-12 4 软件设计-13 4.1 主程序-13 4.2 子程序-14 4.2.1 显示子程序-14 4.2.2 数据采集子程序-14 4.2.3 延时子程序-15 4.2.3 报警子程序-15 5 调试及性能分析-16 5.1 调试分析-16 5.1.1软件调试-16 5.1.1硬件调试-16 5.1.1系统功能调试-16 5.2 性能分析-16 结 论-17 参 考 文 献-18 附录A 实物照片-19 附录B 硬件电路图-20 致 谢-21 |