为何需要测量轮轨力？
铁路车辆的轮轨力测量旨在捕捉轮轨接触面的载荷数据，这是铁路安全高效运营的核心基础。可靠的轮轨接触质量对车辆动力学分析、状态监测以及新型车辆的法规认证（如EN 14363 标准）至关重要。直接测量能提供可靠的输入参数，助力优化设计、维护和运营流程 —— 从减少轨道磨损与部件疲劳，提升运营安全性和车辆可用性。
轮轨力如何测量？
imc可提供成熟的测量方案，结合了应变片技术、无线遥测系统和数据采集系统。
测量环节：应变片（SG）
作用于车轮的力会导致车轮和车轴产生微变形。应变片可检测这些微小变形并将其转换为电信号。为了测量轮轨力，应变片会按特定布局粘贴在原始车轮轮盘上，捕捉相关区域的应变变化情况。借助校准矩阵，这些信号可转换为精确数值，包括：
- 垂直力
- 横向力
- 力矩
基于应变片的测量方法具有核心优势：测量精度高，且在重载、振动、粉尘和温度波动环境下仍能保持稳定性。多通道应变片配置可实现轮轨接触力的精准重建。
数据传输环节：无线遥测
需通过可靠的无线系统，将旋转车轮上的应变片信号传输至车载数据采集单元。
imc MTP-NT 无线遥测系统 能在传感器附近对SG信号进行高精度、高带宽数字化处理，并无损耗地将其从旋转轮盘传输至接收器。
典型系统组件包括
- 转子单元：安装在车轴上，为应变片供电并采集测量信号
- 定子单元：无线接收并转发数据
- 供电系统：通过感应式非接触供电或电池辅助供电
现代遥测系统的核心特性：
- 带宽高达 24kHz
- 传感器附近信号数字化处理，抗干扰能力强
- 传输稳定性高，即便在电磁兼容环境下也不受影响
- 延迟低，适用于实时分析
- 兼顾测试台和车载应用场景
数据采集与实时处理
为实现精准可靠的数据处理，系统采用 imc CRONOSflex 模块化数据采集（DAQ）系统。它能同步采集所有遥测数据，并在测量过程中实时计算力和力矩。无需离线后处理，即可即时获得垂直轮载、横向力及由此产生的应力等可直接解读的参数。
此外，该系统平台还具备实时功能，如在线分类（例如符合 EN 14363 或 UIC 标准）和在线频率分析（FFT），可在测试运行期间直接评估振动和动态效应。工程师因此能即时获得关于车辆运行状态的可行见解。
模块化系统架构还支持轻松扩展加速度计、温度传感器或位移传感器等额外设备，确保全面掌握轮轨相互作用情况。
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imc 解决方案的核心优势
✅ 轮轨接触面的精准数据
✅ 非接触式信号传输，维护成本低
✅ 车载实时计算力和载荷，即时获取结果
✅ 可扩展加速度、温度、速度、位移等多维度测量
✅ 灵活适用于现场测试和实验室测试台
✅ 支持在线分类和频率分析
✅ 测量精度高，长期稳定性强
结论
基于应变片和遥测技术的轮轨力测量，能在实际运行条件下提供精准可靠的数据 —— 这对车辆研发、认证和车队监测而言不可或缺。它为工程设计和运营决策提供坚实的数据支撑，提升安全性、减少磨损、缩短测试周期，推动铁路运输领域的切实进步。
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