激光传感器在钢轨平直度检测仪中的误差分析与性能研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了钢轨平直度检测仪的设计、误差分析及其性能实验研究。作者李思昌在工学领域，具体在机械工程一级学科和机械工程二级学科下，由郑建明教授和史卫朝副教授指导，于2023年6月提交申请。论文涉及的主要技术包括激光位移传感器、误差分析、AD7606芯片应用、单片机控制以及无线通信等。" 本文详细阐述了钢轨平直度检测仪的研制过程，其中涵盖了检测仪的机械结构设计、软件系统开发以及误差补偿措施。在设计过程中，利用激光位移传感器作为关键测量元件，能够精确检测钢轨的微小不平度。误差分析部分，论文着重分析了构变形误差和振动误差，通过最小二乘法对这些变值误差进行拟合，以实现误差补偿，提升检测精度。 在硬件实施上，论文提到了使用LMS系统对检测仪的动态特性进行测试，以确定最佳的运动参数，减少测量误差。在软件方面，基于KEIL5开发环境，设计了下位机驱动子程序，并实现了FreeRTOS操作系统的多任务机制。同时，论文还设计了上位机的软件模块，包括账户管理、无线通信和数据处理等功能。 实验结果显示，检测仪样机的测量精度达到了±0.41%FS（相当于±0.025mm），重复精度为±0.0167%FS（相当于±0.01mm），远超钢轨平直度检测的标准要求。此外，通过对比国内外现有的钢轨平直度检测仪，验证了新开发样机在检测性能上的可靠性，尤其是在检测点的数量和分布上表现出显著优势。 这篇论文为钢轨平直度检测技术提供了新的解决方案，其研发的检测仪具有高精度、高重复性和广泛的应用前景，对于保障铁路安全和维护具有重要意义。