數(shù)顯軌距尺實際檢定應注意的問題
隨著高速鐵路的建設和發(fā)展，越來越多的先進計量檢測設備應用到現(xiàn)場實際工作中，數(shù)顯軌距尺就是其中之一。2008 年，鐵道部實施修訂的 JJG219—2008 《標準軌距鐵路軌距尺》后，全路開展對數(shù)顯軌距尺的檢定。JJG 219—2008 針對數(shù)顯軌距尺，詳細制定了相關的計量性能要求以及檢定方法，但在實際檢定工作中，仍有許多值得注意的問題。

1、分辨力問題 
JJG 219—2008 要求，1 級數(shù)顯軌距尺軌距的分辨力不大于 0.01 mm，水平 （超高）的分辨力不大于 0.1 mm。 
數(shù)顯軌距尺是通過傳感器把實際的物理量通過AD 轉換器轉化成電信號傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過液晶顯示屏顯示出線路的軌距和水平 （超高）數(shù)值的計量器具。所以，傳感器分辨率的大小直接影響到數(shù)顯軌距尺的分辨力。傳感器的分辨率則是指數(shù)字量變化一個最小值時模擬信號的變化量，定義為滿刻度與 2n的比值，通常以數(shù)字信號位數(shù)來表示。以量程為 100 mm 的傳感器為例，要達到 0.01 mm的分辨力，其數(shù)字信號位數(shù)為1002n≤0.01，n≥13。即傳感器數(shù)字信號位數(shù)應至少為 13 位。傳感器位數(shù)越多，造價就越高。 實際檢定過程中發(fā)現(xiàn)，有的數(shù)顯軌距尺的分辨力并不能滿足規(guī)程要求，只是表面上顯示了小數(shù)點后第 2 位的數(shù)值，其準確度達不到 0.01 mm。為此，將數(shù)顯軌距尺放在Ⅰ級軌距尺檢定器上，在軌距尺軌距測量范圍內任意測量點上，旋緊檢定器活動測塊的緊固旋鈕，然后轉動微調旋鈕，發(fā)現(xiàn)在檢定器示值變化 0.07 mm 甚至更多時，數(shù)顯軌距尺顯示的示值才變化 0.01 mm。這種現(xiàn)象說明，該數(shù)顯軌距尺的分辨力沒有達到小于等于 0.01 mm 的要求，即軌距尺傳感器的數(shù)字信號位數(shù)不夠，它只是通過軟件控制顯示了小數(shù)點后 2 位的數(shù)值，而該值存在著±0.07 mm 的誤差。此問題在常規(guī)檢定時很難發(fā)現(xiàn)。

2、進位原則引起的穩(wěn)定顯示問題 
數(shù)顯軌距尺是按一定的進位原則對數(shù)據(jù)進行修約后顯示出相應的數(shù)值。以傳統(tǒng)的四舍五入原則為例，當實際數(shù)值在 0.015～0.025 mm 時，顯示屏上均顯示為 0.02 mm；當實際值正好為 0.015 mm 或者 0.025 mm 這 2 個臨界點時，顯示屏幕上的顯示數(shù)值就會在 0.01 mm 和 0.02 mm 或 0.02 mm 和0.03 mm 之間跳動，而不能顯示穩(wěn)定的數(shù)值。數(shù)顯軌距尺的傳感器存在著輸出的非線性問題，它直接影響到控制系統(tǒng)對外界物理量變化的判斷和控制。如果由傳感器搭建的電路輸入與輸出成線性關系，那么，對控制程序的編制會顯得特別容易。而在實際過程中，電路的輸入和輸出往往都是非線性的，這就需要選擇一個合適的算法，把這種函數(shù)關系輸入給控制系統(tǒng)，從而把外界的物理量變化實時地顯示出來。目前，一般采用代數(shù)插值法對傳感器的非線性進行補償。代數(shù)插值法的理論基礎，是把一段曲線分成若干個直線段來近似代替。直線段數(shù)越多，其組合就越趨近于被代替的曲線。但是，如果所分成的線段越多，線段之間的臨界點也越多，數(shù)顯尺的示值穩(wěn)定性就越難保證。只有使用具有足夠多位數(shù)的傳感器，在保證其示值穩(wěn)定性的前提下，再運用插值法進行曲線模擬，才能滿足要求。

3、零位漂移和溫度漂移問題 
任何傳感器均存在著零位漂移和溫度漂移問題。零位漂移是指輸入電壓為零，輸出電壓偏離零值的變化，是影響傳感器準確度的重要因素之一。解決零位漂移的最有效措施是采用差分電路。差分電路的輸入端是 2 個信號的輸入，這 2 個信號的差值為電路有效輸入信號。電路的輸出是對這 2 個輸入信號之差的放大，對共模輸入信號有很強的抑制能力 （對差模信號沒有多大的影響），可以抑制由外界條件的變化帶給電路的影響，如溫度噪聲等。如果存在干擾信號，會對 2 個輸入信號產生相同的干擾，通過二者之差，干擾信號的有效輸入為 0，從而達到抗共模干擾的目的，具有抑制零點漂移作用。  溫度漂移是指由于溫度的變化引起半導體器件參數(shù)的變化繼而導致輸出電壓的變化。由于電子元器件受溫度變化的影響是沒有規(guī)律的，溫差越大，變化越大，低溫時更加明顯。在實際檢定過程中，把數(shù)顯軌距尺放置在（20±5）℃環(huán)境下，并在該范圍內某一溫度恒定后（如 20 ℃），當溫度變化到另一溫度 （如 25 ℃）再次恒定時，觀察 2 次數(shù)顯軌距尺在檢定器上同一位置所指示的水平 （超高）示值，發(fā)現(xiàn)該值會有明顯的變化，此變化是非線性、無規(guī)律的。解決這個問題可以通過實踐摸索，設計出合理的溫度補償電路或者采取一定的溫度補償措施。    

目前，數(shù)顯軌距尺已經廣泛應用于高速鐵路建設中，如果忽略上述問題，將會給數(shù)顯軌距尺的準確度帶來了很大的不確定因素，最終將會影響線路測量質量。在檢定過程中，檢定人員應該注意以上問題。同時，應加強對數(shù)顯軌距尺生產廠家的監(jiān)督檢查，為鐵路安全把好關。