铁路车轮轮径测量仪的制作方法

专利名称:铁路车轮轮径测量仪的制作方法
本发明是一种铁路车轮轮径测量仪器用于测量铁路车轮的直径。
铁路车轮的直径，根据规定是要求测量离车轮内侧基准面(6)一定宽度S的踏面(7)处的直径为车轮直径。车轮踏面部份并非圆柱面而是斜度为1／20的圆锥面。目前一般用机械式卡尺或卡钳来测量。由于铁路车轮直径很大，卡尺、卡钳一般都很笨重，操作不便，测量精度很差，且劳动条件差。
本发明的第一个目的是消除上述缺点，提出一个操作轻便、精度高、能自动显示车轮直径的铁路车轮轮径测量仪。
本发明的第二个目的是给出一个采用“弦高法”，即固定弦长L的基础上测出弦高H的变化，从而由测量电路分析处理后将轮径D自动显示的轮径测量仪。
本发明的第三个目的是给出一个低功耗测量电路的轮径测量仪。
本发明铁路车轮轮径测量仪，有测量机架、显示电压表和测量电路三部份组成。测量机架的设计是保证测量所得的直径符合规定要求，即测量点为离车轮内侧基准面(6)宽度为S的(7)处，并保证二固定测量圆球及传感器中心线(7)共面。从而确保传感器测量头测得高精度弦高H。测量电路是根据“弦高法”要求来设计的，将传感器测得的弦高H经电路分析处理后得出高精度的车轮直径D。
由于本发明采用“弦高法”测量弦高H的变化，经测量电路分析处理后由显示电压表直接显示出车轮直径，提高了测量精度，操作方便，改善了劳动条件。
以下结合附图来详细说明本发明图1是弦高法测量原理弦高法测量原理是实测车轮规定圆周上的一段圆弧，由弦长L及弦高H来推算车轮直径D，经计算有D＝ (L2)/(4H) ＋H－d图2是测量机架机架(8)上的(1)是球面定位螺钉，共五只，经调正五只球面螺钉能保证机架平面稳定地贴靠测量基准面(6)，从而保证二只固定测量圆球(2)的触点及与传感器(3)连接的测量头(4)的测点(7)，三点所组成的圆弧处于所规定要求的平面，即与基准平面平行距离为S。测量头体(4)的表面是圆球面。球面直径与固定测量圆球触头的直径相同均是d。(9)是固定在机架上的磁铁座，(5)是固定在磁铁座上二块磁铁，磁铁使球面螺钉(1)与车轮基准面(6)贴靠紧密、牢固、稳定。(10)是为使用方便而设计的手柄。
二固定测量圆球的球心距为L即弦长。测量头(4)的测量点至平行于二固定测量圆球球心线的下切线之垂直距离即为弦高H。
图3是本发明为处理测量所得弦高H信息转化为车轮直径D的测量电路原理图。
图中(11)为电源电路，(12)为稳压电路，(13)为振荡电路，(14)为传感器测量信息输入电路，(15)为检波电路，(16)为斜率吻合电路，(17)轮径显示电路，(18)为温度补偿电路，(19)数字电压表，(20)电源供给电路，(21)欠压显示电路。
斜率吻合电路(16)的作用是使传感器测到弦高变化量△H的倒数成比与直径的变化量△D，即△D∞ 1/(△H) 。
本发明的特征之一是测量电路中含有至少有一个电位器W1组成的斜率吻合电路(16)，其作用是使输入本电路的电压△H与本电路的输出△D有关系△D∞ 1/(△H) 。
轮径显示电路(17)是与斜率吻合电路(16)串接后，(17)的输出便有关系D＝ (L2)/(4H) ＋H－d。
为排除温度影响保证上述关系成立，设计了与轮径显示电路(17)串接的温度补偿电路。
(16)、(17)、(18)串接后，输入显示电压表，由电压表显示出轮径D的数值。
本发明的特征之二是测量电路中含有至少有一个电位器W2组成的轮径显示电路(17)，它与(16)串接后，其输出即车轮直径D。
本发明的特征之三是测量电路中含有至少有一个热敏电阻Rt组成的温度补偿电路。它与(17)串接后起着温度补偿作用，自动修正温度误差。
电压表电源供给电路(19)是为低功耗而设计的，在该电路(19)增设电阻R15与电容C8使显示电压表与整个测量电路共用一套电源。
本发明的特征之四是测量电路中设计着含有电阻R15与电容C8的电压表电源供给电路(19)中，使显示电压表与整个测量电路共用一套电源。
以下以实施例附图3来详细说明本发明的测量电路及其它特征。
传感器(3)测得的信息由插座CZ的1、2、3、4输入测量电路，经检波(15)进入斜率吻合电路(16)。在(16)中W1的二端串接着电阻R9和R10是为保持可靠、稳定的吻合性能，使输出电压△D∞ 1/(△H) 。它与轮径显示电路(17)串接后，由W2输出电压为车轮直径D。在W2的二端串接电阻R11与R12，可保证其性能稳定可靠。为避免温度影响，设计着温度补偿电路(18)，它以热敏电阻Rt为主，并联着R13，用以自动修正外界温度变化所造成的误差。(16)、(17)、(18)串接后，进入显示电压表，在电压表中，取得一个电压，由电压表显示轮径D。
电源采用镉镍电池，可反复充电使用。电压表电源供给电路(19)是专为改革电源而设计的，在(19)中增加R15和C8，使电压表与整个测量电路共用一套电源而不须电压表自己独立的电源。
由于电压表无独立电源，在电源与电压表之间串接电阻R16的欠压电路(20)可达欠压显示的目的。当电源电压不足时，R16的作用可使电压表显示“LOBAT”，这是本发明的又一特征。
本发明的特征使测量仪达到了自动显示，显示精度高，低功耗，使用方便，改善劳动条件等目的。
权利要求
1.铁路车轮轮径测量仪，它由测量机架，显示电压表及测量电路组成，其特征是测量电路中含有至少有一个电位器W1组成的斜率吻合电路(16)，测量电路中含有至少有一个电位器W2组成的轮径显示电路(17)，它与(16)串接，测量电路中含有至少有一个热敏电阻Rt组成的温度补偿电路，它与(17)串接，测量电路中含有电阻R15电容C8的电压表电源供给电路(19)。
2.根据权利要求
1所述的铁路车轮轮径测量仪，其特征是在测量电路的电源与显示电压表之间串接着电阻R16。
专利摘要
一种铁路车轮轮径测量仪器。由测量机架、数字显示电压表及测量电路组成。测量是采用“弦高法”，即固定弦长L，由传感器测量弦高H的变化，用专门设计相应的特殊测量电路来分析、处理、计算并自动显示轮径D。测量机架的设计能保证测量点精度，加上传感器测量电路从而确保测量精度。本实用新型还有操作方便，改善劳动条件，成本低等优点。
文档编号G01B7/12GK87207390SQ87207390
公开日1988年4月20日 申请日期1987年8月11日
发明者李显勋 申请人:铁道部戚墅堰机车车辆工艺研究所