1、方案確定

此次開發的BF58-PC－4型，從使用新材料、新無件，便于操作，性能可靠等方面的BF58-CP-3型作了修改，確定改進方案如下：

（1）按照現行《公路路基路面現場測試規程》，以每0.1m采一次樣本值為間隔，并可以0.1m為間隔進行調整。

（2）機架部分全部采用不銹鋼加固型材；變形采用伸縮式設計。

（3）采用非接觸電磁傳感器測距，高精度滑動電阻位移傳感器測量位移，進一步提高數據采集精度。

（4）在數據處理機部分采用市場推出的電子元件，提高了集成度、數據處理能力及可靠性。

2、機架部分設計

機架部分設計采用BF58-PC-3型的結構尺寸，主要由牽引架、前輪組、前梁組、中梁組、后梁組、后輪組、測輪組等七信部分組成。

能過前輪組與后輪組構成八輪行走機構；車輪采用直徑200mm的硬質橡膠輪，輪軸采用滾針軸承；前輪組在X、Y、Z三個方向均設有轉軸，使其在調平的同時又便于轉向；后輪組在Z軸方向設有轉軸，為防止后前輪在快速行走時擺動同時又便于轉向，特在其上方設一個活動插銷，快速行走時鎖住后前輪，防止擺動。

通過前梁組、中梁組和后梁組構成3m其準梁架；中梁組由兩段80x80x3（mm）鉅型型鋼上下組合焊接面成；為便于運輸，前梁組和后梁組分別由60x60x3（mm）鉅型型鋼組成，可縮入中梁組內，機架縮短后的zui小尺寸為1.61m；而中梁組鉅型型鋼的組合焊接又增加了中段部分的整體剛度。

測輪組由測輪、測輪臂、兩組接簧及電磁傳感器和位移傳感器組成；利用測輪與地面的滾動，通過鑲嵌在輪鼓上的小磁鐵和安裝在輪叉上的電磁傳感器可獲得行走距離和采樣間隔；利用兩組拉簧使測輪與地面緊密接觸使其隨地面的高低變化而變化，通過固定測輪采用直徑191mm的硬質橡膠輪，輪周600mm,在輪鼓均為布六枚小磁鐵，即測輪一周行走600mm,每100mm輸出一個開關量，從而實現測量行走距離及每0.1m采一次樣本值。

3、數據處理機設計

（1）設計原理

位移傳感器將路面的起伏偏差轉換為模擬信號，送至A/D轉換器，計算機通過電磁傳感器測試行進距離，當行至預定的采樣點時（以每0.1m采一次樣本值為間隔），計算機自動啟動A/D轉換器，將該點的樣本值Xi轉換為對應的數字信號并送入計算機進行預處理，每采集守1000個樣本值后，計算機應自動計算該段的σn-1值并存入存儲中；同時繼續進行下面的采樣及處理。當測試部路段后，可將每100m為一段的σn-1值全部打印，同時還可打印全部路段的σn-1平均值。

（2）傳感器選型

CP-4型采用了兩種傳感器，即位移傳感器和電磁傳感器。

位移傳感器：通過位移傳感器將路面起伏偏差轉換為模擬信號經A/D轉換后送入計算機進行處理。由于位移傳感器是直接采集樣本值的重要原件，其線性度、耐振動、耐磨損均可直接影響樣本值的精度和使用壽命；因此根據使用情況及要求定制了位移傳感器。

電磁傳感器：通過電磁傳感器與鑲嵌在測輪輪鼓上小磁鐵的相對運動產生脈沖，從而獲得行走距離和采樣間隔。

（3）硬件設計

采用CPU為核心器件，配有外圍RAM，通過摸擬放大處理、A/D轉換、設定輸入、按鍵打印完成全部數據的采集、處理、輸出打印等工作。

（4）軟件設計

初始化－參數設置－距離采樣－位移采樣－σn-1值計算－距離顯示－打印輸出。

（5）電源設計

電源采用12V/7Ah免維護電瓶，可連續使用12h；儀器內部將直流12V電壓轉換成雙5V標準電源，以保證儀器可靠工作。

4、主要技術指標

(1) 外形尺寸

折疊后尺寸：長×寬×高＝1610×600×600（mm）

展開后尺寸：長×寬×高＝3700×600×600（mm）

(2) 質量

機架部分86kg，數據處理機部分5kg，配重（選件）80kg

(3) 測試速度＜15km/h

(4) 連續測量距離＜10km

(5) 測量距離精度＜0.001mm

(6) 測量位移精度＜0.05mm

(7) 測量位移zui大偏差＜±25mm

(8) 采樣間隔0.1m-1.0m可調（間隔0.1m)

(9) 每100m計算σn-1

(10)外接電源DC12V