一种用于检测机车电涡流速度传感脉冲发生器质量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轨道机车测速技术领域，涉及一种用于检测机车电涡流速度传感脉冲 发生器质量的方法。
【背景技术】
[0002] 对列车速度和行走距离的精确测量，是实现对列车自动控制的重要任务。列车自 动控制（ATC)的车载列车自动防护（ATP)和列车自动驾驶子系统（ATO)核心功能是实现对 列车运行状态和运行速度的安全监控。目前，列车里程表（速度传感脉冲发生器）多采用 电涡流传感器，其特点主要有结构可靠、测量精度高、维护相对简便等，在列车测速和定位 系统中得到了广泛的使用。
[0003] 由于缺少电涡流速度传感脉冲发生器的检测及校正系统，要判断电涡流速度传感 脉冲发生器的质量是否合格并进行校正，只能将电涡流速度传感脉冲发生器安装到列车 上，在测试线上运行一段时间后才能得出结果。对不合格的电涡流速度传感脉冲发生器再 进行逐一环节检测，找出有问题环节并进行校正。如此检测和校正电涡流速度传感脉冲发 生器时间周期长，测试环境不方便，测试和校正成本高，而且利用测试列车测试得到的参数 不全面，不能长时间测试，对器件老化没办法检测，会导致长时间测量和高速测量这两种情 况不能测试。
[0004] 如果能研宄出模拟列车在运行线上的各种运行状况，对其运行状况进行研宄和全 面模拟检测的测试和校正平台，将可大大减少测试和校正成本，使得测试和校正更方便、快 捷。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种用于检测机车电涡流速度传感脉冲发生器质量的方法， 解决了目前机车电涡流速度传感脉冲发生器测试需要在测试线上测试，测试及校正电涡流 速度传感脉冲发生器时间周期长，测试环境不方便，测试和校正成本高等问题。
[0006] 本发明所采用的技术方案是，一种用于检测机车电涡流速度传感脉冲发生器质量 的方法，采用一种电涡流速度传感脉冲发生器的测试系统，包括依次连接的伺服调速电机、 电涡流速度传感脉冲发生器，电涡流速度传感脉冲发生器输出两路信号经防EMI处理装置 处理后分别传入频压变换器A、频压变换器B中，频压变换器A、频压变换器B均与微控制器 的输入端连接，微控制器的输出端连接LCD显示屏，防EMI处理装置、频压变换器A、频压变 换器B、微控制器、IXD显示屏均集成在检测及显示控制板上，伺服调速电机还直接与微控 制器连接；
[0007] 伺服调速电机和电涡流速度传感脉冲发生器通过转轴同轴连接；
[0008] 伺服调速电机中的控制器与微控制器通过接口 485相连；
[0009] 防EMI处理装置包括磁环，磁环上绕制有线圈。
[0010] 电涡流速度传感脉冲发生器和防EMI处理装置通过脉冲输出线连接，防EMI处理 装置通过电缆分别与频压变换器A、频压变换器B连接，微控制器通过电缆与频压变换器A、 频压变换器B及IXD显示屏连接；
[0011] 微控制器选用的型号为MSP430F6638 ;
[0012] 具体按照以下步骤实施：
[0013] 步骤1，对伺服调速电机中的时间参数t和速度参数v进行设置；
[0014] 步骤2,伺服调速电机按照步骤1设定的速度参数进行运转并通过转轴驱动电涡 流速度传感脉冲发生器输出两路带有转速信息的振荡脉冲；
[0015] 步骤3,将步骤2中得到的两路带有转速信息的振荡脉冲经防EMI处理装置处理后 分别送给频压变换器A、频压变换器B，频压变换器A、频压变换器B分别将带有转速信息的 振荡脉冲转换为带有转速信息的方波脉冲；
[0016] 步骤4,通过微控制器5分别对步骤3中得到两路带有转速信息的方波脉冲、步骤 1中伺服调速电机设定的速度参数v进行采样；
[0017] 步骤5,通过步骤4中得到的两路带有转速信息的方波脉冲的采样信息计算机车 的运行速度V'，然后再计算求得的机车的运行速度V'与步骤4中采样得到的伺服调速电机 的速度参数v之间的速度误差d;
[0018] 步骤6,将步骤5中计算出的速度误差d与标准误差值进行比较，判断电涡流速度 传感脉冲发生器是否合格，电涡流速度传感脉冲发生器的质量判断结果显示在所述LCD显 示屏上。
[0019] 本发明的特点还在于，
[0020] 其中针对静态参数测试模式，步骤1的具体过程为：
[0021] 在时间参数t内给伺服调速电机一个固定速度v来模拟机车的真实速度；
[0022] 其中针对动态参数测试模式，步骤1的具体过程为：
[0023] 设定伺服调速电机运转模式包括加速过程和减速过程；
[0024] 其中针对老化参数测试模式，步骤1的具体过程为：
[0025] 在时间参数t内给伺服调速电机一个固速度v来模拟机车的真实速度；
[0026] 其中基于静态参数测试模式下的步骤1，步骤4的具体过程为：
[0027] 微控制器通过两路A/D采样分别对步骤3中得到的两路带有转速信息的方波脉冲 的时序图进行采样，同时所述微控制器通过485通信采集步骤1中设定的伺服调速电机的 速度参数v;
[0028] 其中基于动态参数测试模式下的步骤1，步骤4的具体过程为：
[0029] 微控制器每隔时间T分别采样两路方波脉冲各一次，同时微控制器每隔时间T通 过485通信采集步骤1中设定的伺服调速电机的速度参数v;
[0030] 其中基于老化参数测试模式下的步骤1，步骤4的具体过程为：
[0031] 微控制器每隔时间T分别采样两路方波脉冲各一次，同时微控制器每隔时间T通 过485通信采集步骤1中设定的伺服调速电机的速度参数V。
[0032] 其中静态参数测试模式下，时间参数t为lmin，速度参数v = 1000r/min ;
[0033] 其中动态参数测试模式下，加速过程参数设置为速度v在40秒之内从Or/min加 速到2500r/min，减速过程参数设置为速度v在40秒之内从2500r/min降到Or/min，间隔 时间T为5ms;
[0034] 其中老化参数测试模式下，时间参数t为24h，速度参数v为3000r/min，间隔时间 T 为 60s。
[0035] 其中步骤5的具体步骤为：
[0036] 步骤5. 1，对步骤4采样得到的两路方波脉冲的幅值变化分别进行计数，相应的计 数值分别记为K、N2，得出最终的计数值N为
[0037] N = (N!+N2) /2 (1);
[0038] 步骤5. 2,通过如下公式（2)求机车的经过路程s :
[0040] 其中，N为步骤5. 1求得的脉冲变化数，D为车轮直径；测试齿轮为m齿，脉冲变化 2m次；
[0041] 步骤5. 3 :通过如下公式（3)求机车的运行速度V' ：
[0043]其中，s为步骤4. 2中机车经过的路程，t为步骤1中设定的时间参数t ;
[0044] 步骤5. 4,计算v'和v之间的误差d，误差公式如下：
[0046] 其中静态参数测试模式下，步骤6的具体过程为：
[0047] 设定标准误差值为2%，若步骤5中得到的速度误差d的绝对值小于2%，微控制 器即判断电涡流速度传感脉冲发生器质量合格；若步骤5中得到的速度误差d的绝对值大 于2%，微控制器即判断电涡流速度传感脉冲发生器质量不合格，电涡流速度传感脉冲发生 器的判断结果显示在IXD显示屏上；
[0048] 其中动态参数测试模式下，步骤6的具体过程为：
[0049] 步骤6. 1，将步骤5循环进行n次，得出n个速度误差值屯、d2......dn，n的计算公 式如下：
[0051] 其中，t为时间参数，T为间隔时间；
[0052] 步骤6. 2,设定标准误差值为2%，将步骤6. 1得到的n个速度误差值与标准误差 值2 %进行逐一比较，若所有速度误差值均小于标准值2%，微控制器即判断电涡流速度传 感脉冲发生器质量合格；
[0053] 若n个速度误差值中有任意一个速度