CN102311026B - 电梯轿厢位置和速度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯轿厢位置和速度检测装置，包括：一容器，安装在电梯轿厢与井道之间，贮存具有一定属性的液体；一压力检测装置，与所述容器内的液体相接触，用于检测所述容器内液体的压力；信号处理与计算单元，用于接收和处理所述压力检测装置输出的压力检测信号，并根据该压力检测信号计算得出电梯轿厢位置和速度信号。本发明可实现对电梯轿厢进行全程、高精度且能在系统断电再上电后立刻实现电梯轿厢位置和速度检测。

Description

电梯轿厢位置和速度检测装置

技术领域

本发明涉及电梯控制领域，特别是涉及一种电梯轿厢位置和速度检测装置。

背景技术

电梯轿厢位置和速度检测在现代电梯系统中具有极为重要的意义，是实现电梯速度调节(生成速度指令和实现速度反馈控制)的基础。另外在采用电子式终端保护装置(SETS)实现对电梯的安全保护中，同样需要实时检测电梯轿厢的位置和速度信号。

目前，绝大多数的电梯轿厢位置和速度的检测，主要有两种方式：

(1)利用旋转编码器，如，中国发明专利申请公布说明书CN101450762A(公开日：2009年06月10日)，中国发明专利申请公布说明书CN101336203A(公开日：2008年12月31日)，中国发明专利申请公布说明书CN101674996A(公开日：2010年03月17日)。

(2)利用设置于井道内的安装板，如中国发明专利说明书CN1312025C(授权公告日：2007年4月25日专利)，利用旋转编码器方式检测电梯轿厢位置和速度，因其简单、方便，在电梯产品中得到了广泛应用，但却存在着如下明显不足之处：

1、电梯在运行过程中，尤其是当提升高度较大时，曳引钢丝绳与曳引轮之间不可避免地会出现相对滑移，而且曳引钢丝绳也会出现一定程度的拉伸现象，这显然会造成检测误差。

2、当系统断电后再上电时，增量式编码器在经过参考点之前无法确定电梯轿厢位置；当旋转范围为360度时，单圈绝对式编码器在系统断电再上电后无法确定电梯轿厢位置；尽管多圈绝对式编码器因其采用了钟表齿轮机械原理，能够在系统断电再上电后检测出旋转范围超过360度时电梯轿厢位置，但因其结构复杂、加工精度高、对环境要求严格等原因没有在电梯中得到应用。

3、电梯轿厢位置和速度的检测精度受编码器的分辨率限制，高分辨率编码器的价格通常会远高于普通分辨率编码器。

4、旋转编码器由精密器件构成，当其受到较大冲击时可能会损坏内部功能，因此旋转编码器对装设环境存在一定要求，如振动等。

5、使用寿命：编码器采用的易磨损元件(接触式编码器中的接触电刷、旋转部件)，接收敏感元件为光敏元件的非接触式编码器的光源都会对编码器的使用寿命产生一定限制。

利用设置于井道内的安装板检测电梯轿厢位置和速度，同样存在着一些明显不足之处：

A、仅能检测安装板所在部分区间的电梯轿厢位置和速度信号，无法实现电梯轿厢位置和速度的全程检测。

B、检测到的电梯轿厢速度为由安装板决定的特定区间内的平均速度，而非所对应点的实际速度。

C、通常需要在电梯井道中装设一定数量的安装板。

由上述分析可知，无论是采用编码器方式，还是采用设置于井道内的安装板方式，都存在检测误差大、检测区域有限、不能方便应对系统断电后再上电场合、速度检测粗糙等缺点。因此，如何实现对电梯轿厢位置和速度信息的全程、高精度且能应对系统断电后再上电这一特定场合的检测就成为一个有待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电梯轿厢位置和速度检测装置，对电梯轿厢进行全程、高精度且能在系统断电再上电后立刻实现电梯轿厢位置和速度检测。

为解决上述技术问题，本发明的电梯轿厢位置和速度检测装置包括：

一容器，该容器内贮存具有一定属性的液体；安装在电梯轿厢与井道之间；

一压力检测装置，与所述容器内的液体相接触，用于检测所述容器内液体的压力；

信号处理与计算单元，用于接收和处理所述压力检测装置输出的压力检测信号，并根据该压力检测信号计算得出电梯轿厢位置和速度信号。

采用本发明的电梯轿厢位置和速度检测装置，电梯轿厢运行会带动所述贮存有液体的容器的一部分一起运动，从而引起容器中随电梯轿厢一起做升降运动且与压力检测装置相接触的液体压力发生变化；所述信号处理与计算单元则根据所述压力检测装置输出的压力检测信号经适当处理与计算后得到电梯轿厢位置和速度信号。

本发明的电梯轿厢位置和速度检测装置，既能实现对电梯轿厢进行全程、高精度的位置和速度信息检测，又能应对系统断电后再上电这一特定场合；所检测得到的位置和速度信息可送至电梯驱动控制单元作为其位置和速度反馈信号，亦可送至诸如电子式终端保护装置(SETS)等电梯安全保护装置作为其电梯轿厢的位置和速度信号来源。

与现有技术相比，本发明跳出了本领域内电梯轿厢位置和速度检测的传统思路与框架，创新性地将电梯轿厢位置和速度信息转化为本发明——电梯轿厢位置和速度检测装置中的液体的压力信号，并经所述信号处理与计算单元适当处理与计算后得到电梯轿厢位置和速度信号，克服了现有电梯轿厢位置和速度检测方式中旋转编码器方式存在的，曳引钢丝绳与曳引轮之间的相对滑移，曳引钢丝绳拉伸现象所导致的电梯轿厢位置和速度检测误差；增量式编码器和单圈绝对式编码器无法应对系统断电后再上电这一特定场合，检测精度受编码器分辨率限制等缺点；以及井道内设置安装板方式存在的无法实现电梯轿厢位置和速度全程检测，所检测轿厢速度为特定区间内平均速度而非所对应点的实际速度等缺点；成功解决了电梯轿厢位置和速度信息的全程、高精度且能应对系统断电后再上电这一特定场合的检测这一技术问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1、2是本发明电梯轿厢位置和速度检测装置实施例一结构示意图；

图3是本发明电梯轿厢位置和速度检测装置实施例二结构示意图；

图4是所述信号处理与计算单元的结构示意图；

图5是利用2个信号处理与计算单元实现自诊断和容错的示意图；

图6是电梯井道内辅助设施实现自我诊断和结果修正的示意图。

具体实施方式

在后续说明中，如无特殊声明，均假定压力检测装置的有效检测面积为1，因此为便于叙述，后续说明中不加区分地应用压力、压强。

实施例一

参见图1、2，在本实施例中，曳引电机2与曳引轮1通过特定结构相连，电梯轿厢5与对重4通过曳引绳悬挂于曳引轮1和导向轮3两侧。容器8的一端通过固定装置9固定于井道顶端，且由固定装置9对其一部分形成束缚，以限制其在电梯轿厢5上下运行时晃动；容器8的另一端与压力检测装置6相连接；容器8整体呈现U形，液体7充满于所述容器8。压力检测装置6固定于电梯轿厢5的底部，且与所述液体7相接触，以检测液体7的压力。无论电梯轿厢5位置如何，所述容器8固定于井道顶端的一端总高于其固定于电梯轿厢的一端。

当曳引电机2和曳引轮1旋转，带动电梯轿厢5上行和对重4在垂直方向向下运动时，容器8的右边段(即悬垂于井道顶端的部分)中的液体和左边段(即悬垂于轿厢底部的部分)中的液体高度会随之发生变化；那么容器8的左边段和右边段中液体高度差[即图1、2中的电梯轿厢底部距井道顶端距离]必然会发生相应改变。此时由压力检测装置6检测得到的压力检测结果与电梯轿厢底部(忽略压力检测装置6的高度，认为压力检测装置6的检测点与轿厢底部在垂直方向上重合)与井道顶部之间的距离存在一定的函数关系，因此由压力检测装置6检测得到的压力检测结果经信号处理与计算单元适当处理和计算后即能得出电梯轿厢位置和速度信号。

具体地，当曳引电机2驱动曳引轮1带动曳引绳实现电梯轿厢5上行时，容器8右边段中的液体高度降低，容器8左边段中的液体高度增高，则左、右两边段中的液体高度差将减小；反之，当曳引电机2驱动曳引轮1带动曳引绳实现电梯轿厢5下行时，容器8右边段中的液体高度增高，容器8左边段中的液体高度降低，则左、右两边段中的液体高度差将增大。可见容器8左、右两边段中的液体高度差可以一一对应地反映出电梯轿厢5运行时的位置和速度(即液体高度差的变化率)信息。而容器8左、右两边段中的液体高度差又表现为压力检测装置检测到的压力检测结果。因此可以通过压力检测来间接实现对电梯轿厢位置和速度的检测。

接下来具体分析电梯行进位置与压力检测装置得到的压力检测结果之间的定量关系。

当电梯轿厢静止或作匀速运行时，由容器8右边段液体在U形的容器8处于最低点时，产生的压强P_right为，

$P_{\mathrm{right}}=\mathrm{\ρg}(H_1+h_1+h_0-\frac{1}{2}{h}_2)+P_0$ (公式1)

式中，ρ为所述液体7的密度，P₀为外界大气压，g为重力加速度，H₁为电梯最大提升高度，h₁为顶层到井道顶端的垂直高度，h₀为当轿厢停靠在底层时底层至U形容器8的最低点的垂直距离，h₂为在某一时刻轿厢相对于底层的位置。

需要说明的是：公式1是针对容器8一端固定于井道顶部且与大气相通的情形，当其与大气相隔绝时(即与井道顶部固定的一端也刚性封闭)，公式1中的P₀应取值为0。

U形容器处于最低点时，左边段液体产生的压强P_left满足，

$P_{\mathrm{left}}=\mathrm{\ρg}(\frac{1}{2}{h}_2+h_0)+P_{\mathrm{sensor}}$ (公式2)

式中，P_sensor为压力检测装置的压力检测结果。

令P_ruggt＝P_left，经整理可得

$h_2=H_1+h_1+\frac{P_0-P_{\mathrm{sensor}}}{\mathrm{\ρg}}$ (公式3)

当电梯轿厢5作加速或减速运行时，由于在某一时刻，U形的容器8右边段液体在电梯轿厢5作加速或减速运行时其仍处于静止状态，因此其在U形的容器8最低点处产生的压强P′_right同样满足，

$P_{\mathrm{right}}^{\′}=\mathrm{\ρg}(H_1+h_1+h_0-\frac{1}{2}{h}_2)+P_0$ (公式4)

而U形容器左边段液体在电梯轿厢5作加速或减速运行时其处于加速或减速运动，此时U形的容器8处于最低点时，左边段液体产生的压强P′_left满足，

$P_{\mathrm{left}}^{\′}=\mathrm{\ρ}(g+a)(\frac{1}{2}{h}_2+h_0)+P_{\mathrm{sensor}}$ (公式5)

式中，a为电梯轿厢5运行时的加速度，且规定当电梯轿厢5向下加速运行时其加速度为正。

同样令U形的容器8处于最低点时左右两边段压强相等，经整理可得

$h_2=\frac{\mathrm{\ρg}(H_1+h_1)-\mathrm{\ρa}{h}_0+P_0-P_{\mathrm{esnsor}}}{1/2\mathrm{\ρ}(2g+a)}$ (公式6)

综上所述，在得到压力检测结果后，应用公式3或公式6即可计算得到电梯轿厢5的位置信息；进一步对得到的电梯轿厢5位置信号进行简单的微分或差分运算即可得到电梯轿厢的速度甚至是加速度信号。

另外，公式6中包含了电梯轿厢5的运行加速度信号，此处的加速度可通过直接增设加速度传感器得到，或者通过对所得当前及若干计算周期以来的电梯轿厢5位置信号进行适当的微分或差分运算得到。

实施例二

参见图3所示，在本实施例中，曳引电机2与曳引轮1通过特定结构相连，电梯轿厢5与对重4通过曳引绳悬挂于曳引轮1和导向轮3两侧。容器8的一端通过固定装置9固定于电梯轿厢5的底部，另一端固定于井道底端(或至少固定于不高于底层的某适当位置)。容器8的长度应大于等于电梯最大提升高度H₁与底层到井道底端距离h_down之和。当电梯轿厢5离开顶层下降时，容器8的部分段会叠放在井道底端，而且无论电梯轿厢5位置如何，所述液体7充满于所述容器8，所述压力检测装置6位于所述容器8固定于井道底部的一端且与所述液体7相接触，以检测其压力。

当曳引电机2和曳引轮1旋转，带动电梯轿厢5上行和对重4在垂直方向向下运动时，容器8在垂直方向上的长度会随之发生变化，那么容器8中液体的高度必然会发生相应改变。此时由压力检测装置6检测得到的压力检测结果，即为此时电梯轿厢5位置所对应高度液体所产生的压力，因此可由压力检测装置6检测得到的压力检测结果经信号处理与计算单元适当处理和计算后得出电梯轿厢位置和速度信号。

具体地，当曳引电机2驱动曳引轮1带动曳引绳实现电梯轿厢5上行时，容器8必将随之上升，导致容器8中的液体高度增加，则压力检测装置6检测到的压力也会增大；反之，当曳引电机2驱动曳引轮1带动曳引绳实现电梯轿厢5下行时，容器8必将随之下降，容器8的部分段叠放在井道底端，导致其中液体高度减小，则压力监测装置6检测到的压力也会减小。可见，电梯轿厢5上下运行会导致压力检测装置6检测到的压力产生相应变化，因此可由压力检测来间接实现对电梯轿厢位置和速度信息的检测。

接下来具体分析电梯行进位置与压力检测装置的压力检测结果之间的定量关系。

当电梯轿厢5静止或作匀速运行时，电梯轿厢5的底部距底层之间的距离h满足，

$h=\frac{P_{\mathrm{sensor}}-P_0}{\mathrm{\ρg}}-h_{\mathrm{down}}$ (公式7)

式中，P_sensor为压力检测装置6的压力检测结果，ρ为所述液体7的密度，P₀为外界大气压，g为重力加速度，h_down为底层到井道底端距离。若容器8全封闭，其上部与大气隔绝，则P₀应取值为0。

当电梯轿厢作加速或减速运行时，电梯轿厢5的底部距底层之间的距离满足，

$h=\frac{P_{\mathrm{sensor}}-P_0}{\mathrm{\ρ}(g+a)}-h_{\mathrm{down}}$ (公式8)

式中，a为电梯轿厢运行时的加速度，且规定当电梯轿厢向下加速运行时其加速度为正。同样，若容器8全封闭，其上部与大气隔绝，则P₀应取值为0。

除了上述两个实施例外，本发明的电梯轿厢位置和速度检测装置还可以采用如下的方式实现，其包括：

一容器，该容器内一端贮存气体，其余部分充满具有一定属性的液体；该容器贮存气体的一端固定于电梯轿厢上，另一端固定于井道顶端；当轿厢上升到顶层时，所述容器固定于井道顶端的一端高于其固定于电梯轿厢上的一端；

一压力检测装置，与所述容器内的气体相接触，用于检测所述容器内气体的压力；

信号处理与计算单元，用于接收和处理所述压力检测装置输出的压力检测信号，并根据该压力检测信号计算得出电梯轿厢位置和速度信号。

采用本发明的上述电梯轿厢位置和速度检测装置，电梯轿厢运行会带动所述容器的部分段一起运动，从而引起所述容器中的气体压力发生变化，所述信号处理与计算单元则接受所述压力检测装置输出的压力检测信号，并在适当处理与计算后得到电梯轿厢位置和速度信号。

在上述实施例中：

所述具有一定属性的液体，其属性包括密度、粘度、可压缩性、流动性、温度特性、挥发性和化学稳定性；所述液体的种类可为一种，亦可为两种或两种以上，或者是多种液体的混合物。

所述容器由一种或两种及两种以上材料构成，总体呈细长状；所述容器的两端皆刚性封闭，或者一端刚性封闭、另一端与大气连通；所述容器部分或整体具有一定程度的柔性以实现适当弯曲，其横截面为任意形状，且其横截面沿长度方向不必处处相同。

所述压力检测装置的输出为与所检测压力相对应的电信号(如电压、电流)。

图4是本发明电梯轿厢位置和速度检测装置中的信号处理与计算单元的结构示意图。可见，所述压力检测装置6的压力检测结果在经过信号处理与计算单元适当处理后即能得到电梯轿厢位置和速度信号。

图4(a)中，信号预处理子单元的输入为压力检测结果，输出为预处理后的压力检测结果，该压力检测结果在加上补偿子单元输出的误差ΔP后作为轿厢位置和速度计算子单元的输入，轿厢位置和速度计算子单元的输出即为最终的电梯轿厢位置和速度信号。而补偿子单元的输入包括信号预处理子单元的输出、轿厢位置和速度计算子单元输出的电梯轿厢位置和速度信号和外界干扰因素(环境温度、大气压、湿度、海拔高度以及其它未述及但可能会对检测结果造成影响的因素)，输出为干扰因素对压力检测结果造成的误差ΔP(即所需的压力补偿量)。当压力检测装置6检测到压力信号后，首先被送入信号预处理子单元中，该信号预处理子单元以模拟和/或数字方式对所述压力信号进行滤波和抗干扰预处理，然后其输出P与干扰因素和上一周期得到的电梯轿厢位置和速度信号一起被送入补偿子单元后得到压力补偿量ΔP。接下来信号预处理子单元的输出P加上压力补偿量ΔP后作为轿厢位置和速度计算子单元的输入，最后经轿厢位置和速度计算子单元处理后得到电梯轿厢位置和速度信号。

图4(b)中，信号预处理子单元的输入为压力检测结果，输出为预处理后的压力检测结果，该检测结果即为轿厢位置和速度计算子单元的输入，轿厢位置和速度计算子单元的输出为补偿前的电梯轿厢位置和速度信息，轿厢位置和速度计算子单元输出的补偿前的电梯轿厢位置和速度信号加上补偿子单元输出的补偿量后即为最终的电梯轿厢位置和速度信号，补偿子单元的输入包括信号预处理子单元输出的预处理后的压力检测结果、外界干扰因素(环境温度、大气压、湿度、海拔高度以及其它未述及但可能会对检测结果造成影响的因素)和上一周期的最终电梯轿厢位置和速度信号，输出为电梯轿厢位置和速度信号的补偿量。当压力检测装置6检测到压力信号后，首先被送入信号预处理子单元中，该信号预处理子单元以模拟和/或数字方式对所述压力信号进行滤波和抗干扰预处理，然后其输出一方面与外界干扰因素和上一周期的最终电梯轿厢位置和速度信号一起作为输入被送入补偿子单元，另一方面作为输入被送入轿厢位置和速度计算子单元从而得到补偿前的电梯轿厢位置和速度信号，该信号在加上补偿子单元输出的电梯轿厢位置和速度信号补偿量后即得到最终的电梯轿厢位置和速度信号。

所述信号处理与计算单元由模拟电路、数字电路、集成电路、可编程逻辑器件(含但不限于CPLD、FPGA)、数字信号处理器(DSP)和微处理器中的一种或多种组合实现。

所述信号处理与计算单元中的部分或全部子单元是以周期性方式完成其功能；所述周期性方式是指可编程逻辑器件、数字信号处理器和微处理器利用其中断功能、以固定的中断周期方式来执行特定程序，从而完成该特定程序所要实现的功能。

所述轿厢位置和速度计算子单元计算电梯轿厢位置和速度信号时需要的电梯轿厢加速度信号，通过直接增设加速度传感器或根据所得当前及多个计算周期以来的电梯轿厢位置信号计算得到。

所述信号处理与计算单元为两个，通过对电梯轿厢位置和速度检测结果进行相互校验实现自诊断和容错。

图5是本发明电梯轿厢位置和速度检测装置利用2个信号处理与计算单元实现自诊断和容错功能的示意图。压力检测装置6输出的压力检测结果分别送入第一信号处理与计算单元和第二信号处理与计算单元，二者的输出作为输入送入逻辑运算单元，逻辑运算单元根据输入的信号处理与计算单元的结果，采用包括大小比较、模糊逻辑等各种逻辑规则进行逻辑运算，从而判断出信号处理与计算单元是否正常，若存在异常状况，则进一步判定哪个信号处理与计算单元异常及其严重程度，并形成故障信息，在输出正确的行进位置和速度信息的同时，生成安全保护触发信号，最后将相关结果分别送至电梯控制装置和电梯安全保护装置。

所述电梯轿厢位置和速度检测装置，根据设置于电梯井道内的辅助设施提供的电梯轿厢位置信号对电梯轿厢位置和速度检测装置的检测结果实现自我诊断和结果修正。

所述辅助设施主要指终端开关、门区信号、再平层隔磁板等，通过这些设施，电梯能够获得轿厢的准确位置，因此通过将这些辅助设施所对应的轿厢位置与装置检测的轿厢位置进行比较，当二者存在差别时，则说明装置检测到的轿厢位置结果存在误差，那么根据该误差即可对本发明提出的装置进行自我诊断和结果修正，这里的自我诊断是指根据误差大小来判定装置自身是否发生了异常。

图6是本发明电梯轿厢位置和速度检测装置利用设置于电梯井道内的辅助设施实现自我诊断和结果修正的示意图。信号处理与计算单元根据压力检测装置6输出的压力检测结果经处理后得到电梯轿厢位置和速度信息。该信息与由设置于电梯井道内的诸如终端开关、门区信号、隔磁板等辅助设施得到的电梯轿厢位置和速度信息一起作为输入送入逻辑运算单元，逻辑运算单元对这两个输入采用包括大小比较、模糊逻辑等各种逻辑规则进行逻辑运算，做两个判断：1)电梯轿厢位置和速度检测装置的检测结果是否准确，若存在误差，则根据该误差对本次及后续检测结果进行相应修正；2)电梯轿厢位置和速度检测装置是否正常，若存在异常状况，则进一步判定其严重程度，并形成故障信息，生成安全保护触发信号，最后将相关结果分别送至电梯控制装置和电梯安全保护装置。

需要说明的是，本发明的核心思想是将电梯轿厢位置和速度信息转化为压力，并通过对压力的检测实现对电梯轿厢位置和速度信息的检测。因此所有通过在本发明基础上变换压力检测装置设置点、容器端部固定点以及在容器8中设置气室，并通过检测气室压力等方式实现电梯轿厢位置和速度信息检测的装置和方法均应为本发明的自然延伸与扩展，均应被视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种电梯轿厢位置和速度检测装置，其特征在于，包括：

一容器，安装在电梯轿厢与井道之间，贮存具有一定属性的液体；

一压力检测装置，与所述容器内的液体相接触，用于检测所述容器内液体的压力；

信号处理与计算单元，用于接收和处理所述压力检测装置输出的压力检测信号，并根据该压力检测信号，利用电梯行进位置与压力检测装置的压力检测结果之间的定量关系，计算得出电梯轿厢位置和速度信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述具有一定属性的液体，其属性包括密度、粘度、可压缩性、流动性、温度特性、挥发性和化学稳定性；所述液体的种类可为一种，亦可为两种或两种以上，或者是多种液体的混合物。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述容器由一种或两种及两种以上材料构成，总体呈细长状；所述容器的两端皆刚性封闭，或者一端刚性封闭、另一端与大气连通；所述容器部分或整体具有一定程度的柔性，其横截面为任意形状，且其横截面沿长度方向不必处处相同。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述压力检测装置的输出为与所检测压力相对应的电信号。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元包括，

信号预处理子单元，其输入端与所述压力检测装置连接，对压力检测信号以模拟和/或数字方式进行滤波和抗干扰预处理；

补偿子单元，与信号预处理子单元及轿厢位置和速度计算子单元相连接，根据输入的外界干扰信号、信号预处理子单元的输出信号与轿厢位置和速度计算子单元输出的上一周期的轿厢位置和速度信号，计算得到压力补偿信号；

轿厢位置和速度计算子单元，以所述信号预处理子单元输出的经预处理后的压力检测信号加上补偿子单元输出的压力补偿信号为输入，经计算得到电梯轿厢位置和速度信号。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元包括，

信号预处理子单元，其输入端与所述压力检测装置连接，对压力检测信号以模拟和/或数字方式进行滤波和抗干扰预处理；

补偿子单元，与信号预处理子单元的输出端、轿厢位置和速度计算子单元的输出端和所述信号处理与计算单元的输出端相连接，根据输入的外界干扰信号、信号预处理子单元的输出信号和信号处理与计算单元输出的上一周期的轿厢位置和速度信号，计算得到轿厢位置和速度补偿信号；

轿厢位置和速度计算子单元，与信号预处理子单元的输出端相连接，根据输入的压力检测信号计算轿厢位置和速度信号，其输出信号加上补偿子单元输出的轿厢位置和速度补偿信号，得到所述信号处理与计算单元最终输出的轿厢位置和速度信号。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于：所述轿厢位置和速度计算子单元计算电梯轿厢位置和速度信号时需要的电梯轿厢加速度信号，通过直接增设加速度传感器或根据所得当前及多个计算周期以来的电梯轿厢位置信号计算得到。

8.根据权利要求1、5或6所述的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元由模拟电路、数字电路、集成电路、可编程逻辑器件、数字信号处理器和微处理器中的一种或多种组合实现。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元中的部分或全部子单元是以周期性方式完成其功能；所述周期性方式是指可编程逻辑器件、数字信号处理器和微处理器利用其中断功能、以固定的中断周期方式来执行特定程序，从而完成该特定程序所要实现的功能。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元为两个，通过对电梯轿厢位置和速度检测结果进行相互校验实现自诊断和容错。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：根据设置于电梯井道内的辅助设施提供的电梯轿厢位置信号对电梯轿厢位置和速度检测装置的检测结果实现自我诊断和结果修正。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：检测到的电梯轿厢位置和速度信号，送至电梯驱动控制单元作为其位置和速度反馈信号，或者送至电子式终端保护装置作为其电梯轿厢位置和速度信号来源。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述容器的一端固定于井道顶端，且由固定装置对其一部分进行固定；另一端与压力检测装置相连接后固定于电梯轿厢的底部；容器整体呈现U形并充满液体；压力检测装置固定于电梯轿厢的底部；无论电梯轿厢处于何位置，所述容器固定于井道顶端的一端总高于其固定于电梯轿厢的一端。

14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述容器的一端固定于电梯轿厢底部，另一端固定于井道底端或至少固定于不高于底层的位置；所述容器的长度应大于等于电梯最大提升高度H₁与底层到井道底端距离h_down之和；当电梯轿厢离开顶层下降时，容器的部分段会叠放在井道底端，而且无论电梯轿厢位置如何，所述液体充满于所述容器。

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