随着我国高速铁路的发展,列车的行驶速度、行车密度都在不断的提高,人们对于高铁的安全性也愈来愈关注。轮轨力的检测是辆动力学研究和脱轨机理的研究中必不可少的组成部分。在当今各种轮轨作用力测量方法中,测力轮对是对轮轨作用力进行精确连续测量最有效的方法之一。由于轨道具有横向不平顺和垂向不平顺,所以轮轨作用力是不平顺,时变的。影响测力轮对测量精度的因素很多。轮对构成的均匀性,轮对角速度,布置应变传感器的工艺,轮对与钢轨接触点的位置,以及外界的空气湿度,温度,电磁干扰等等,都会对轮轨作用力的测量精度产生影响。本文针对现有测力轮对中的问题,设计了一套高精度、低功耗、小体积的无线轮轨力测量系统。论文分析了轮轨之间的相互作用力及其对辐板应变的影响,提出一种新颖的,在轮对辐板和轴上联合组桥的布桥方案,并给出了这种布桥方案的基于kalman滤波的解耦算法。本文首先介绍了整个系统的总体设计方案,为了更好的适应测力轮对的实际使用环境,本方案采用分布式结构,整个系统主要由传感器单元、应变采集单元、系统控制模块、数据处理与分析软件等组成,并提出了在系统设计中,需要特别注意的问题,由此引出了整个论文主要需要完成的工作。传统的测力轮对主要是基于AD转换来实现的,这需要信号的放大、平移、滤波、模拟数字信号转换等多个环节。本文放弃了传统的基于AD的测量方法,而是采用基于TDC技术的PS021来完成应变到数字信号的转换。采用PS021的测量方法,具有测量精度高,外围电路简单,易于实现低功耗,小型化。在数据传输部分,本文采用了无线传输技术,方案采用nanoPAN5375来构建系统的无线传输网络,它单价低,开发周期短,传输速度快,正是一种主流的、优秀的无线传输模块。最后对系统的无线传输单元进行了详细的测试,并且做了动态连续测量实验。