悬浮列车在线状态监测用失稳传感器的制作方法

1.本实用新型涉及一种失稳传感器，尤其是涉及一种用于悬浮列车上在线获取列车运行状态的、具有自检功能的失稳传感器，属于电路控制设计技术领域。


背景技术：

2.目前，悬浮列车的在线状态监测系统上需要失稳传感器分别监测列车横向、纵向、垂向三个方向的振动信号，失稳传感器主要采用加速度传感器的形式，悬浮列车的运维系统根据在线状态监测系统采集到的失稳传感器的失稳信号同其他传感器信号进行综合分析判断，纠正车辆的运行状态，达到平稳运行。因此失稳传感器在整个列车运维系统中极其重要。但是，在实际应用中发现，常规的失稳传感器缺乏自检功能，长时间使用后需要人工进行校准，否则无法确保传感器准确稳定的运行。因此，亟需一种具有自检功能的列车专用失稳传感器。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种具有自检功能的悬浮列车在线状态监测用失稳传感器，
4.本实用新型的目的是这样实现的：
5.一种悬浮列车在线状态监测用失稳传感器，包含有传感电路，所述传感电路包含有运算放大器一和运算放大器二组成差分放大输入，陶瓷组件的正极连接至运算放大器二的反相输入端，陶瓷组件的负极连接至运算放大器一的反相输入端；电阻四和电阻五组成分压电路，运算放大器一的同相输入端经有电阻六和电容七构成的低通滤波器后连接至电阻四和电阻五组成分压电路的分压点，运算放大器二的同相输入端经由电阻三和电容三构成的低通滤波器后同样连接至电阻四和电阻五组成分压电路的分压点；
6.同时，运算放大器一的输出端经由电阻二和电容二组成的电荷放大器后连接至运算放大器一的反相输入端，运算放大器二的输出端经由电阻一和电容一组成的电荷放大器后连接至运算放大器二的输入端；
7.运算放大器一和运算放大器二的输出端连接至连接件插头的2脚和3脚，连接件插头的5脚经由相互串联的稳压二极管和电容六构成的自检电路连接至电阻四和电阻五组成分压电路的分压点；同时连接件插头的1脚接入高电平，连接件插头的4脚接入模拟地，且连接件插头的1脚和4脚之间连接有相互并联的电容四和电容五，电容四和电容五构成滤波电路。
8.优选的，上述传感电路安装于电路板上，传感电路中与连接件插头相连的导线穿过传感器外壳内的走线槽后与连接器对接，传感器芯体设置有相互垂直的三组，三组传感器芯体安装于同一传感器外壳，该传感器外壳上设置有一连接器，三组传感器芯体的电路板均通过导线连接至连接器。
9.优选的，每组传感器芯体包含有内屏蔽罩，内屏蔽罩内固定安装电路板和陶瓷组
件，陶瓷组件包含有陶瓷基座、压电陶瓷和质量块。
10.优选的，所述陶瓷基座的支撑柱上套装有环状结构的压电陶瓷，筒状结构的质量块套装于压电陶瓷上，在陶瓷基座的支撑柱上，焊接一根导线引出作为输入负极；在质量块的外表面焊接一根导线引出作为输入正极，压电陶瓷的端部焊接一根导线引出作为中间级。
11.优选的，陶瓷基座的支撑柱外壁和环状结构的压电陶瓷的内环面之间设置有导电胶层，环状结构的压电陶瓷的外环面和筒状结构的质量块的内筒壁之间设置有导电胶层。
12.优选的，陶瓷基座的材质为合金钢，
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型通过由稳压二极管和电容六构成的自检电路可实现对传感器的自检，保证了运维系统检测数据的可靠性，提高了整体系统的稳定性。同时，利用三组同样的传感器芯体进行xyz三轴排布后安装于传感器外壳内并通过连接器对外连接，实现了传感器的整体性，有利于提高其传感检测的稳定性。
附图说明
15.图1为本实用新型一种悬浮列车在线状态监测用失稳传感器的电路框图。
16.图2为本实用新型一种悬浮列车在线状态监测用失稳传感器的结构示意图。
17.其中：
18.传感器外壳1、连接器2、陶瓷基座3、压电陶瓷4、质量块5、内屏蔽罩6、电路板7；
19.稳压二极管d1；
20.运算放大器一ic1a、运算放大器二ic1b；
21.电阻一r1、电阻二r2、电阻三r3、电阻四r4、电阻五r5、电阻六r6；
22.电容一c1、电容二c2、电容三c3、电容四c4、电容五c5、电容六c6、电容七c7。
具体实施方式
23.参见图1，本实用新型涉及的一种悬浮列车在线状态监测用失稳传感器，包含有具有自检功能的传感电路，
24.其中：
25.运算放大器一ic1a和运算放大器二ic1b组成差分放大输入，陶瓷组件的正极连接至运算放大器二ic1b的反相输入端，陶瓷组件的负极连接至运算放大器一ic1a的反相输入端；电阻四r4和电阻五r5组成分压电路，陶瓷组件的中间极经电阻五r5接入模拟地agnd；运算放大器一ic1a的同相输入端经有电阻六r6和电容七c7构成的低通滤波器后连接至电阻四r4和电阻五r5组成分压电路的分压点，运算放大器二ic1b的同相输入端经由电阻三r3和电容三c3构成的低通滤波器后同样连接至电阻四r4和电阻五r5组成分压电路的分压点。
26.同时，运算放大器一ic1a的输出端经由电阻二r2和电容二c2组成的电荷放大器后连接至运算放大器一ic1a的反相输入端，运算放大器二ic1b的输出端经由电阻一r1和电容一c1组成的电荷放大器后连接至运算放大器二ic1b的输入端。
27.运算放大器一ic1a和运算放大器二ic1b的输出端连接至连接件插头p1的2脚和3脚，连接件插头p1的5脚经由相互串联的稳压二极管d1和电容六c6构成的自检电路连接至
电阻四r4和电阻五r5组成分压电路的分压点。同时连接件插头p1的1脚接入高电平，连接件插头p1的4脚接入模拟地agnd，且连接件插头p1的1脚和4脚之间连接有相互并联的电容四c4和电容五c5，电容四c4和电容五c5构成滤波电路。
28.参见图2，上述传感电路安装于电路板7上，传感电路中与连接件插头p1相连的导线穿过传感器外壳1内的走线槽后与连接器2对接，具体的讲：对于传感器芯体的结构为：电路板7安装于内屏蔽罩6内，内屏蔽罩6还安装有陶瓷组件，陶瓷组件包含有陶瓷基座3、压电陶瓷4和质量块5。
29.陶瓷基座3的材质为合金钢，以增加失稳传感器的结构刚度，压电陶瓷4为环状结构，根据压电陶瓷的压电效应，极化方向为z轴方向。将压电陶瓷4内壁涂上一层导电胶，同时在陶瓷基座3的支撑柱表面也涂上一层导电胶，将压电陶瓷4放入陶瓷基座3的支撑柱上，待导电胶完全固化后，在压电陶瓷4的外表面及质量块5的内壁涂上一层导电胶，将质量块5套进压电陶瓷4的外表面并固定，从而保证压电陶瓷4与陶瓷基座3之间不会发生不断裂，起到保护作用，提高其质量。
30.完全固化的陶瓷基座3、压电陶瓷4和质量块5即构成整体式结构的陶瓷组件；随后，在陶瓷基座3的支撑柱上，焊接一根导线连接至电路板7作为输入负极；在质量块5的外表面焊接一根导线连接至电路板7作为电路板7的输入正极，压电陶瓷4的端部焊接一根导线连接至电路板7作为中间级。
31.陶瓷组件和线路板7装配完毕后，套上内屏蔽罩6，同时将电路板7固定在内屏蔽罩6中构成传感器芯体，三个相互垂直的传感器芯体的电路板7上分别引出两根信号线至安装于传感器外壳1上的连接器2，从而构成一完整的x/y/z三相传感器芯体，接着传感器外壳1内灌封环氧胶进行固定。
32.本实用新型传感电路的检测方法为：
33.连接器2外接一脉冲信号源，使得脉冲信号经由连接件插头p1的5脚输入运算放大器（ic1a、ic1b）的同相输入端，运算放大器（ic1a、ic1b）的输出端若经由连接件插头p1的2、3脚向外输出一标准的脉冲信号，表明电路正常工作。若最终产生不规则波形，则表明传感器电路出现故障。
34.另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。