一种磁浮列车的定位测速传感器的检测装置、平台及方法_2

文档序号:9545680阅读:来源:国知局
试线圈300 连接,用于生成控制信号控制测试线圈300的通断。所述测试线圈300设置在定位测速传 感器100的下方,所述测试线圈300的通断改变定位测速传感器检测线圈101的电感,检测 线圈两端的电压信号随之改变,所述定位测速传感器100产生位置和速度信号。所述信号 处理单元400与定位测速传感器100连接,用于将定位测速传感器100输出的位置和速度 信号进行处理,获得定位测速传感器的状态信息。
[0025] 测试线圈驱动单元200生成控制信号,实现对测试线圈300的通断控制。当测试 线圈300通断发生变化时,由于所述测试线圈300设置在定位测速传感器100下方,因而使 得定位测速传感器的检测线圈101的电感发生变化。当定位测速传感器的检测线圈101的 电感发生变化,检测线圈101两端输出电压随之发生变化,使定位测速传感器100产生位置 和速度信号,从而可以模拟定位测速传感器在长定子轨道上的运动。信号处理单元400将 定位测速传感器输出位置和速度信号进行处理,获得定位测速传感器的状态信息。
[0026] 进一步的,所述定位测速传感器100是电感式传感器,还包括检波电路和数字电 路。当定位测速传感器的检测线圈101两端的输出电压发生变化时,检波电路和数字电路 将接收到的电压信号等效处理为模拟定位测速传感器不同的位置和速度信号。上述磁浮列 车的定位测速传感器的检测装置结构简单紧凑,不占用较大空间,使用方便有效,能够充分 完成对定位测速传感器性能和质量的测量。磁浮列车的运行速度,可以通过测试线圈驱动 单元生成的控制信号的频率来改变测试线圈的通断速率来实现,因而可以实现模拟定位测 速传感器在较高速度下运行的情况。定位测速传感器在正式列装前,对通过定位测速传感 器的检测装置对其进行检测,以保证定位测速传感器的质量,从而保障磁浮列车安全运行。
[0027] 参照图4,图4为本发明磁浮列车的定位测速传感器的检测装置的一种等效电路 图。
[0028] 与上述实施例中的检测装置相比,本实施例中磁浮列车的定位测速传感器的检测 装置中定位测速传感器100,测试线圈驱动单元200、测试线圈300简化为等效电路。
[0029] 图中左侧为定位测速传感器100电路,右侧为测试线圈驱动单元200、测试线圈 300电路,其中将测试线圈驱动单元200简化为高频可控开关S。
[0030] 当所述测试线圈接通,开关S闭合时,所述定位测速传感器的检测线圈两端的电 压为:
当所述测试线圈断开,即开关S断开时,所述定位测速传感器的检测线圈两端的电压 为:
其中:
f是定位测速传感器检测线圈的激励电压的幅值,《是激励电压角频率,Z是定位测 速传感器检测线圈自感,4是测试线圈自感,及是分压电阻,兄是定位测速传感器检测线圈 寄生电阻,^^是测试线圈的寄生电阻,#是定位测速传感器检测线圈和测试线圈之间的互 感,6是谐振电容器的电容。
[0031] 通过对测试线圈进行周期性通断控制,即可使得定位测速传感器检测线圈101电 感值成周期性变化,检测线圈101两端输出电压的幅值随之发生变化,使定位测速传感器 100产生与电压幅值对应的位置和速度信号,以模拟定位测速传感器在长定子轨道上的运 动。
[0032] 以上对本发明的结构及工作原理进行了说明,下面进一步对测试线圈和定位测速 传感器的检测线圈进行说明。
[0033] 参照图3和图5,图3为本发明磁浮列车的定位测速传感器的检测装置的测试线 圈与定位测速传感器的检测线圈的相对位置示意图,图5为本发明磁浮列车的定位测速传 感器的检测装置的一种测试线圈的结构示意图。测试线圈300与所述定位测速传感器的检 测线圈101在空间上存在对应关系,因定位测速传感器的检测线圈101存在四组线圈,相应 的测试线圈300也存在四组线圈311、312、313、314,且检测线圈101的四组线圈111、112、 113、114的位置与测试线圈300的四组线圈311、312、313、314的投影位置相对应。每组线 圈有至少一根导线。当测试线圈300断开时,不能形成闭合回路,因此不影响定位测速传感 器的检测线圈101电感值。反之,当测试线圈300闭合时,形成闭合回路,在互感效应的作 用下,定位测速传感器的检测线圈101电感值发生变化,其定位测速传感器100输出电压幅 值随之变化。
[0034] 四组测试线圈的形状为长方形,也可以为圆形、椭圆型等任意形状,且每组检测线 圈至少由一根导线组成,也可以采用多根导线层叠或并排的复合方式。
[0035] 通过将测试线圈中导线依次通断,使得传感器检波电路产生接近正弦波的信号。 因此,传感器不同检测线圈所对应的检波信号的相位差,可以通过控制测试线圈驱动信号 的时序来模拟。列车运行速度,则可以通过调整测试线圈的通断速率来实现。
[0036] 为便于说明,这里以每组线圈有8根导线为例进行阐述。将线圈中的8根导线依 次通断的方法,使得传感器检波电路产生离散的类似正弦波的信号。相邻的两组线圈的相 角差,可以通过线圈中导线的通断数量差额来模拟。例如传感器任意两组线圈所产生的检 波信号产生90°相角差,可以令该两组线圈所对应的测试线圈的导线的通断数相差为4根 即可。列车运行速度的调整是依靠控制4组测试线圈中每根导线的通断速率以及组与组之 间的通断时序来实现的。
[0037] 应当说明的是,上述测试线圈300结构不仅能够与上述第一种磁浮列车的定位测 速传感器的检测装置相结合,也可以与本发明的其他磁浮列车的定位测速传感器的检测装 置相结合,实现对测试线圈与定位测速传感器检测线线圈产生互感,以模拟定位测速传感 器在长定子轨道上的运动。
[0038] 测试线圈驱动单元200生成控制信号,实现对测试线圈300的通断控制。当测试 线圈300每组线圈的组成导线数不同时,测试线圈驱动单元200的实现略有不同,下面将进 一步对测试线圈驱动单元进行说明。
[0039] 参照图6和图7,图6为本发明磁浮列车的定位测速传感器的测试线圈驱动单元的 结构框图,图7为本发明磁浮列车的定位测速传感器的电子开关控制电路的电路图。
[0040] 测试线圈驱动单元包括信号发生单元201以及电子开关控制单元202,所述信号 发生单元201产生有相位差的控制信号驱动所述电子开关控制单元202控制测试线圈300 的通断。
[0041] 信号发生单元201个数与电子开关控制单元202个数相同,均等于每组线圈导线 个数的四倍。
[0042] 优选的,所述电子开关控制单元通过可调电阻分别与测试线圈的四组线圈每个导 线连接。这里的可调电阻数目等于每组线圈导线个数的四倍。
[0043] 优选的,所述电子开关控制单元还通过分压电阻分别与所述测试线圈的四组线圈 每个导线连接。这里的分压电阻数目等于每组线圈导线个数的四倍。
[0044] 为便于说明,这里以每组线圈有1根导线为例进行阐述。有四个信号发生单元201 产生四路有相位差的控制信号驱动四个电子开关控制单元202分别控制四组测试线圈300 的通断。
[0045] 在进一步的方案中,如图7所示,所述电子开关控制单元202通过四个可调电阻 R21、R23、R24、R27分别与线圈的四组线圈300连接。电子开关控制单元驱动串联的可调 电阻用来调节信号的有效幅度,以达到和在长定子轨道上实际运行时一致的情形。在更进 一步的方案中,所述电子开关控制单元202还通过分压电阻R30、R31、R32、R33分别与所述 线圈的四组线圈300连接。R30、R31、R32、R33分压电形成的电压节点连接到四个测试线圈 300的连接节点,起到共模输入保护的作用。
[0046] 在进一步的方案中,所述信号处理单元400将定位测速传感器100输出位置和速 度信号进行处理后与预设值比较,得到定位测速传感器100状态信息。首先选择功能性完 好,在运行过程中应能够准确反映列车实际运行速度、位置等信息的定位测速传感器为参 考,将其置于检测装置中,采集输出信号,经整理后,获得预设值,并将其作为拟定标准植入 检测装置的评价体系。然
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