一种在线式轨道测试盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种在线式轨道测试盘。
【背景技术】
[0002]在线式轨道测试盘(以下简称测试盘)是用于电气集中(继电联锁或微机联锁)车站集中测量轨道继电器线圈上交、直流电压的固定设备，通过测试判断轨道电路工作是否正常。
[0003]图1是传统产品的电路结构示意图，产品内部为一块面积较大的电路板，采用DSP处理。在壳体内部存在很多连线，壳体的前、后面板有多个按钮开关，配置一个较小面积的IXD屏，按照操作显示有限的信息。
【发明内容】
[0004]本实用新型提出一种新的在线式轨道测试盘，旨在解决现有产品体积、电路板面积较大较大，内部接线繁复等问题。
[0005]本实用新型的解决方案如下:
[0006]一种在线式轨道测试盘，其特征在于:包括电源、触摸显示屏、测量模块、多个(记为M个)结构相同的轨道电压输入模块和2个结构相同的局部电压输入模块，其中测量模块主要由MCU和电平转换电路组成，MCU具有一一对应于所述轨道电压输入模块和局部电压输入模块的M+2个电压输入端子；轨道电压输入模块主要由电压基准电路、多路相同的轨道电压接收电路以及相应的多选一模拟开关电路组成，轨道电压接收电路中采用电流型电压互感器将输入的交流轨道电压降压后，与电压基准电路提供的基准直流电压叠加形成脉动直流，经多选一模拟开关电路接入MCU的电压输入端子；局部电压输入模块包含的电压基准电路和局部电压接收电路分别与轨道电压输入模块中的电压基准电路和轨道电压接收电路的基本结构相同；MCU与触摸显示屏采用高速串口通信连接。
[0007]基于以上解决方案，本实用新型还进一步作如下电路结构的优化:
[0008]上述轨道电压接收电路采用分压电阻和电流型电压互感器将输入的交流轨道电压降压后耦合到次级，次级交流电压与电压基准电路提供的基准直流电压叠加形成脉动直流；在电流型电压互感器初级，还并联有TVS类型的瞬态抑制二极管。
[0009]在电流型电压互感器初级，还并联有一组接地的TSS类型的半导体防雷管，即两个反向设置的TSS类型的半导体防雷管串联，中间结点引出接地。
[0010]局部电压输入模块包含的电压基准电路和局部电压接收电路分别与轨道电压输入模块中的电压基准电路和轨道电压接收电路的基本结构相同，区别仅在于，局部电压输入模块省去了防雷放电管、以及次级负载电阻的阻值不同。即，从局部电压输入模块与轨道电压输入模块的整体区别来看，仅在于省去了多选一模拟开关电路、省去了防雷放电管、以及次级负载电阻的阻值不同。
[0011]上述电平转换电路采用485通信接口芯片或232通信接口芯片，作为连接上位机实现在线监控的通讯接口。
[0012]上述轨道电压输入模块与测量模块采用插接结构。
[0013]MCU与触摸显示屏通过3芯电缆连接。
[0014]本实用新型具有以下优点:
[0015]1、模块化结构
[0016]本实用新型主要由一个测量模块和多个结构完全相同的轨道电压输入模块组成，造价低，结构紧凑，维修方便。
[0017]2、内部连线极少
[0018]输入模块与测量模块采用插接结构(例如双排插针结构)，测量模块与触摸屏可使用3芯导线连接，除DC直流电源线外，内部再没有其他连线。
[0019]3、可靠性高
[0020]基于模块化结构，处理器可采用高性能MCU，并配置触摸屏实现交互操作，可靠性高，且进一步减少了内部连线。
[0021]4、测试准确、安全
[0022]轨道电压和局部电压通过互感器与测量电路隔离，每个轨道电压输入模块可以接入多路轨道电压，对被测轨道电路几乎不产生影响。
【附图说明】
[0023]图1为传统产品的电路结构框图。
[0024]图2为本实用新型的电路结构框图。
[0025]图3为轨道电压接收与电压基准电路结构示意图。
[0026]图4为模拟开关与连接器的电路结构示意图。
[0027]图5为测量模块的电路结构示意图。
[0028]图6为局部电压输入电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]电压测量范围:轨道电压:0?30VAC(25Hz)，误差彡±1% ;
[0030]局部电压:0?130AC(25Hz)，误差彡±1% ;
[0031]相位角测量范围:0?360°，误差:彡±0.5° ；
[0032]测量速度:每秒钟测量一次(全部最大48路同时测量)。
[0033]本实施例的轨道测试盘主要由I个测量计算模块和6个结构完全相同的轨道电压输入模块组成，每个轨道电压输入模块可以接入8路轨道电压。轨道电压输入阻抗为100K，对被测轨道电路几乎不产生影响。路与路之间绝缘电阻达到1M以上。轨道电压和局部电压通过互感器与测量电路隔离。使用I个带触摸屏的数字液晶屏显示全部测量结果，用触摸屏进行交互操作，仪器内部接线极少。
[0034]如图2的逻辑结构，1-6个输入模块，每个模块结构完全相同，上有8路完全相同的轨道电压接收电路、2.5V电压基准电路和8选I模拟开关电路。
[0035]如图3的轨道电压接收电路和2.5V电压基准电路。图中D31和D32是TSS类型的半导体防雷管，超过其阈值的电压将使它们导通，将电流泄放到大地，D33是TVS类型的瞬态抑制二极管，对较大的差模干扰提供防护。TF31是电流型电压互感器，由端子输入的25HZ交流轨道电压被电阻降压后耦合到次级。VF是2.5V直流电压基准，它提供的2.5V与TF31次级交流电压叠加，变成0-5V的脉动直流，经模拟开关切换进入0-5V输入范围的处理器A/D输入端。
[0036]如图4的模拟开关与连接器，图4中VG4与图3中的VG3连接，其他几路轨道电压输入接入模拟开关对应管脚。JC连接器用来与测量模块连接，连接器有+5V、地、模拟电压输出、模拟开关地址线A\B\C共6条导线，为提高可靠性，采用双接点。
[0037]如图5的测量模块结构，处理器芯片采用高性能8位MCU，片上有WTD、多串口、复位电路、时钟、8路10位AD，4KRAM、48KFLASH、EEPR0M等资源，因此电路板上只有MCU和485电平转换两个集成电路。TFT带触摸显示屏与处理器芯片使用高速串口通信，使用3芯电缆。
[0038]如图6所示的局部电压输入电路，局部电压输入电路的结构与轨道电压输入电路相同，所区别的仅是省略了防雷放电管，以及次级负载电阻的阻值。
[0039]本发明能够在线检测相敏轨道电路受电端的局部电压、轨道电压和相位差；大屏幕TFT液晶显示屏，可同时显示全部信号的测量结果；具有通信功能，可以与微机监测连接，实时传输数据，输出测量结果；最大可测量48路轨面电压、2路局部电压；具有两种可选通讯接口(RS232、RS485)与微机监测接口，通讯速率为串行:2400?38400。
【主权项】
1.一种在线式轨道测试盘，其特征在于:包括电源、触摸显示屏、测量模块、M个结构相同的轨道电压输入模块和2个结构相同的局部电压输入模块，其中测量模块主要由MCU和电平转换电路组成，MCU具有 对应于所述轨道电压输入模块和局部电压输入模块的M+2个电压输入端子；轨道电压输入模块主要由电压基准电路、多路相同的轨道电压接收电路以及相应的多选一模拟开关电路组成，轨道电压接收电路中采用电流型电压互感器将输入的交流轨道电压降压后，与电压基准电路提供的基准直流电压叠加形成脉动直流，经多选一模拟开关电路接入MCU的电压输入端子；局部电压输入模块包含的电压基准电路和局部电压接收电路分别与轨道电压输入模块中的电压基准电路和轨道电压接收电路的基本结构相同；MCU与触摸显示屏采用高速串口通信连接。2.根据权利要求1所述的在线式轨道测试盘，其特征在于:所述轨道电压接收电路采用分压电阻和电流型电压互感器将输入的交流轨道电压降压后耦合到次级，次级交流电压与电压基准电路提供的基准直流电压叠加形成脉动直流；在电流型电压互感器初级，还并联有TVS类型的瞬态抑制二极管。3.根据权利要求2所述的在线式轨道测试盘，其特征在于:在电流型电压互感器初级，还并联有一组接地的TSS类型的半导体防雷管，即两个反向设置的TSS类型的半导体防雷管串联，中间结点引出接地。4.根据权利要求3所述的在线式轨道测试盘，其特征在于:局部电压输入模块与轨道电压输入模块的区别仅在于，省去了多选一模拟开关电路、省去了防雷放电管、以及次级负载电阻的阻值不同。5.根据权利要求1所述的在线式轨道测试盘，其特征在于:所述电平转换电路采用485通信接口芯片或232通信接口芯片，作为连接上位机实现在线监控的通讯接口。6.根据权利要求1所述的在线式轨道测试盘，其特征在于:所述轨道电压输入模块与测量模块采用插接结构。7.根据权利要求1所述的在线式轨道测试盘，其特征在于:MCU与触摸显示屏通过3芯电缆连接。
【专利摘要】本实用新型提出一种新的在线式轨道测试盘，旨在解决现有产品体积、电路板面积较大，内部接线繁复等问题。该轨道测试盘包括电源、触摸显示屏、测量模块、M个结构相同的轨道电压输入模块和2个结构相同的局部电压输入模块，其中测量模块主要由MCU和电平转换电路组成，MCU具有一一对应于所述轨道电压输入模块和局部电压输入模块的M+2个电压输入端子；轨道电压输入模块主要由电压基准电路、多路相同的轨道电压接收电路以及相应的多选一模拟开关电路组成；局部电压输入模块包含的电压基准电路和局部电压接收电路分别与轨道电压输入模块中的电压基准电路和轨道电压接收电路的基本结构相同；MCU与触摸显示屏采用高速串口通信连接。
【IPC分类】G01R31/08
【公开号】CN204807660
【申请号】CN201520548933
【发明人】刘晓枫, 刘筱天, 马丹, 杨亚林
【申请人】西安嘉信铁路器材有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月27日