CN108680885A - 霍尔电流传感器校零方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种霍尔电流传感器校零方法及装置，方法包括：通过霍尔电流传感器实时采集道岔动作电流值，并采集1DQJ的半组空节点状态；根据1DQJ的半组空节点状态判断出道岔处于非动作状态；道岔处于非动作状态的该段时间内道岔动作电流值大于设定阈值，设定阈值为允许霍尔电流传感器零点漂移的最大值；对霍尔电流传感器进行自动校零操作。通过本发明解决了现有技术中，道岔电流采集中霍尔电流传感器经过一段时间使用后，发生零点漂移，导致道岔电流测试不对，并在道岔锁闭后曲线无法归零，无法正常反应道岔的问题，从而实现对道岔电流采集中霍尔电流传感器的自动校零，安全可靠，易于实施，成本低廉。

Description

霍尔电流传感器校零方法及装置

技术领域

本发明涉及道岔电流测试技术领域，特别是涉及一种对道岔动作电流进行测量的霍尔电流传感器的校零方法及装置。

背景技术

随着铁路高速、高密度行车区段不断增加，为确保行车安全，对道岔运用质量与状态稳定性要求越来越高。道岔动作电流曲线是反映道岔运用质量的一个重要指标。对道岔动作电流的分析，可以随时掌握道岔的电气特性、时间特性和机械特性，及时发现道岔转换过程中存在的不良反映，对预防故障发生和消除不良隐患有着不可替代的作用。目前，对道岔动作电流的测量主要采用霍尔传感器进行。这样就对霍尔传感器的精度要求比较高，但在日常的使用中，霍尔传感器由于使用一段时间后，比较容易产生零点的漂移，这样霍尔传感器采集精度就存在偏差，无法正确反映道岔动作电流的情况。

目前克服霍尔传感器零点的漂移问题，大部分是通过硬件电路补偿或提高霍尔传感器材料实现，这种做法要求技术比较高，成本花费高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种霍尔电流传感器校零方法及装置，以解决霍尔电流传感器长时间在线使用后零点漂移问题，增加道岔动作电流的采集精度。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种霍尔电流传感器校零方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、通过霍尔电流传感器实时采集道岔动作电流值，并采集1DQJ(一启动继电器)的半组空节点状态；

S2、根据1DQJ的半组空节点状态判断道岔是否处于非动作状态，若是则进入步骤S3；

S3、道岔处于非动作状态的该段时间内道岔动作电流值是否大于设定阈值，若是则进入步骤S4，所述设定阈值为允许霍尔电流传感器零点漂移的最大值；

S4、对霍尔电流传感器进行自动校零操作。

较佳地，在步骤S1中，所述霍尔电流传感器采集道岔的交流/直流电流值的平均值，或，所述霍尔电流传感器采集道岔的交流/直流电流值的最大值。

较佳地，在步骤S3中，该段时间为滤除掉采集到的两次根据1DQJ的状态获得的道岔动作的时间间隔中的最前面的第一时间段和最后面的第二时间段的时间。

较佳地，在步骤S4中，在对霍尔电流传感器进行自动校零操作时，根据1DQJ的半组空节点状态判定道岔处于动作状态，则自动校零操作暂停，等待道岔动作后再次执行步骤S1。

较佳地，所述道岔动作电流值、设定阈值、历史零漂值及校零次数通过数码管或显示屏显示。

本发明还提供一种霍尔电流传感器校零装置，其特点在于，其包括：

一采集模块，用于采集流过霍尔电流传感器上的电流值，并采集1DQJ的半组空节点状态；

一第一判断模块，用于根据1DQJ的半组空节点状态判断道岔是否处于非动作状态，在为是时调用第二判断模块；

所述第二判断模块，用于道岔处于非动作状态的该段时间内道岔动作的电流值是否大于设定阈值，若是则调用校零模块，所述设定阈值为允许霍尔电流传感器零点漂移的最大值；

所述校零模块，用于对霍尔电流传感器进行自动校零操作。

较佳地，所述装置还包括一通信模块，所述通信模块用于组网，通过远程进行设定阈值的设定与修改，并与其它终端进行信息交互。

较佳地，所述通信模块通过以下至少之一的方式设置：串口、CAN口、以太网口，将霍尔电流传感器校零阈值和一天校零次数远程设置。

较佳地，所述装置还包括一存储模块，所述存储模块用于存储采集到的电流值和设定阈值。

较佳地，该段时间为滤除掉采集到的两次根据1DQJ的状态获得的道岔动作的时间间隔中的最前面的第一时间段和最后面的第二时间段的时间。

较佳地，所述校零模块用于在对霍尔电流传感器进行自动校零操作时，根据1DQJ的半组空节点状态判定道岔处于动作状态，则自动校零操作暂停，等待道岔动作后再次调用采样模块。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明采用实时采集道岔的电流值，并采集1DQJ的半组空节点状态；通过判断1DQJ状态，来检测道岔是否在动作状态，当1DQJ状态在非动作状态，且采集的道岔电流值大于设定阈值时，对霍尔电流传感器校零，从而实现对道岔电流采集中霍尔电流传感器的自动校零，安全可靠，易于实施，成本低廉。霍尔电流传感器每天校零一次，校零次数也可通过通信口远程设置。本发明解决了霍尔电流传感器由于使用一段时间后，产生零点的漂移的问题，增加了道岔动作电流的采集精度。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的霍尔电流传感器校零方法的流程图。

图2为本发明较佳实施例的霍尔电流传感器校零装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种霍尔电流传感器校零方法，其包括以下步骤：

步骤101、通过霍尔电流传感器实时采集道岔动作电流值，并采集1DQJ(一启动继电器)的半组空节点状态。

所述霍尔电流传感器采集道岔的交流/直流电流值的平均值，或，所述霍尔电流传感器采集道岔的交流/直流电流值的最大值。

步骤102、根据1DQJ的半组空节点状态判断道岔是否处于非动作状态，若是则进入步骤103。

步骤103、道岔处于非动作状态的该段时间内道岔动作电流值是否大于设定阈值，若是则进入步骤104，所述设定阈值为允许霍尔电流传感器零点漂移的最大值。

该段时间为滤除掉采集到的两次根据1DQJ的状态获得的道岔动作的时间间隔中的最前面的第一时间段和最后面的第二时间段的时间。

步骤104、对霍尔电流传感器进行自动校零操作。

在对霍尔电流传感器进行自动校零操作时，根据1DQJ的半组空节点状态判定道岔处于动作状态，则自动校零操作暂停，等待道岔动作后再次执行步骤101。

采集到的道岔动作电流值是在1DQJ没有动作的情况下，且该电流值大于设定的阈值，则自动对霍尔电流传感器进行校零操作。相比于现有技术，在道岔电流采集中，发现霍尔电流传感器出现零点漂移时，只能对产品进行更换，或者在硬件电路上做补偿等方法，上述方法解决了霍尔电流传感器的缺陷，大大增加了霍尔电流传感器的使用寿命，实现了对霍尔电流传感器在线、自动校零，安全可靠，节省时间和人力资源。

在上述步骤实施之前，可以通过通信接口将设定阈值和自动校零模式开关打开，这样可以进一步的实现霍尔电流传感器自动校零，否则校零功能关闭。也可以通过拨码开关设置来打开此功能，当软件检测到引脚为高电平时，则打开霍尔电流传感器自动校零功能，若检测到为低电平，则关闭霍尔电流传感器自动校零功能。

为避免在霍尔电流传感器校零发生误操作，在一个可选实例中，可以设置在采集到1DQJ动作前10秒数据不做为判断数据，霍尔电流传感器在1DQJ没有发生动作时的采集1分钟的数据来计算。

由于霍尔电流传感器零点的漂移是一个渐变过程，对霍尔电流传感器校零不需要每次道岔空闲的时候都去执行此操作，可以根据需要设置一天进行一次校零或者一个星期进行一次校零操作。可以将每次校零的值保存到EEPROM中，方便对每一个霍尔电流传感器的零漂情况跟踪。

上述步骤101中涉及到采集道岔电流值，在一个可选实施例中，采集该道岔的交流/直流电流值的平均值。在另一个可选实施例中，采集该道岔的交流/直流电流值的最大值。霍尔电流传感器的校零可以以道岔的交流/直流电流值的平均值或最大值为依据。

为了使用户便于查看数据，并知晓霍尔电流传感器的零漂特性，将设置的电流阈值、历史零漂值及校零次数显示出来，显示可以借助数码管或液晶屏。

为了方便用远程查看霍尔电流传感器状态，可以提供至少一种(串口，CAN口，以太网口)通信接口。

下面结合一个具体的可选实施例进行说明。

1、上电初始化，检测引脚信号是否为高电平，若为1则开始霍尔电流传感器自动校零功能，反之，则关闭校零功能。

2、读取EEPROM设置值，如果没有设置，则使用默认值，电流阈值为0.3，采集时间为1分钟，每天进行一次校零。

3、实时采集道岔电流值及采集1DQJ半组空节点状态。

4、采集道岔电流值的平均值和最大值，并采集1DQJ状态。

5、启动自动校零功能后，采集的两次1DQJ动作时间间隔大于1.5分钟(设置的采样时间)，滤除1DQJ落下后和1DQJ吸起前的10秒的道岔电流采集数据，对剩下的1分钟数据进行分析，判断电流值是否在阈值范围，得到判定结果。

6、判定结果指示大于设定阈值，则对霍尔电流传感器进行校零。

7、将采集的道岔电流值和霍尔电流传感器校零的次数保存到EEPROM中。

8、采集的电流值和霍尔电流传感器校零情况，通过通信单元或显示单元与其他系统交互。

如图2所示，本发明还提供一种霍尔电流传感器校零装置，其包括一采集模块1、一第一判断模块2、一第二判断模块3、一校零模块4、一通信模块5和一存储模块6。

所述采集模块1用于采集流过霍尔电流传感器上的电流值，并采集1DQJ的半组空节点状态。

所述第一判断模块2用于根据1DQJ的半组空节点状态判断道岔是否处于非动作状态，在为是时调用第二判断模块3。

所述第二判断模块3用于道岔处于非动作状态的该段时间内道岔动作的电流值是否大于设定阈值，若是则调用校零模块4，所述设定阈值为允许霍尔电流传感器零点漂移的最大值。该段时间为滤除掉采集到的两次根据1DQJ的状态获得的道岔动作的时间间隔中的最前面的第一时间段和最后面的第二时间段的时间。

所述校零模块4，用于对霍尔电流传感器进行自动校零操作。所述校零模块4还用于在对霍尔电流传感器进行自动校零操作时，根据1DQJ的半组空节点状态判定道岔处于动作状态，则自动校零操作暂停，等待道岔动作后再次调用采样模块。

所述通信模块5用于组网，通过远程进行设定阈值的设定与修改，并与其它终端进行信息交互。所述通信模块5通过以下至少之一的方式设置：串口、CAN口、以太网口，将霍尔电流传感器校零阈值和一天校零次数远程设置。

所述存储模块6用于存储采集到的电流值和设定阈值。

可选地，所述采集模块1单次采集的时间可设定，最短1分钟。

综上所述，本发明利用道岔动作(在1DQJ动作时，霍尔电流传感器上才有电流，平时没有电流)的特性，对霍尔电流传感器使用后出现的零点漂移问题进行校零，本发明提供的方法是一种在线、智能的校零方法，与现有的通过硬件电路补偿或提高霍尔传感器材料做法相比，这种方法通过软件方法降低了对硬件的要求，节约成本，方便有效。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种霍尔电流传感器校零方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、通过霍尔电流传感器实时采集道岔动作电流值，并采集1DQJ的半组空节点状态；

S2、根据1DQJ的半组空节点状态判断道岔是否处于非动作状态，若是则进入步骤S3；

S3、道岔处于非动作状态的该段时间内道岔动作电流值是否大于设定阈值，若是则进入步骤S4，所述设定阈值为允许霍尔电流传感器零点漂移的最大值；

S4、对霍尔电流传感器进行自动校零操作。

2.如权利要求1所述的霍尔电流传感器校零方法，其特征在于，在步骤S1中，所述霍尔电流传感器采集道岔的交流/直流电流值的平均值，或，所述霍尔电流传感器采集道岔的交流/直流电流值的最大值。

3.如权利要求1所述的霍尔电流传感器校零方法，其特征在于，在步骤S3中，该段时间为滤除掉采集到的两次根据1DQJ的状态获得的道岔动作的时间间隔中的最前面的第一时间段和最后面的第二时间段的时间。

4.如权利要求1所述的霍尔电流传感器校零方法，其特征在于，在步骤S4中，在对霍尔电流传感器进行自动校零操作时，根据1DQJ的半组空节点状态判定道岔处于动作状态，则自动校零操作暂停，等待道岔动作后再次执行步骤S1。

5.如权利要求1所述的霍尔电流传感器校零方法，其特征在于，所述道岔动作电流值、设定阈值、历史零漂值及校零次数通过数码管或显示屏显示。

6.一种霍尔电流传感器校零装置，其特征在于，其包括：

一采集模块，用于采集流过霍尔电流传感器上的电流值，并采集1DQJ的半组空节点状态；

一第一判断模块，用于根据1DQJ的半组空节点状态判断道岔是否处于非动作状态，在为是时调用第二判断模块；

所述第二判断模块，用于道岔处于非动作状态的该段时间内道岔动作的电流值是否大于设定阈值，若是则调用校零模块，所述设定阈值为允许霍尔电流传感器零点漂移的最大值；

所述校零模块，用于对霍尔电流传感器进行自动校零操作。

7.如权利要求6所述的霍尔电流传感器校零装置，其特征在于，所述装置还包括一通信模块，所述通信模块用于组网，通过远程进行设定阈值的设定与修改，并与其它终端进行信息交互。

8.如权利要求7所述的霍尔电流传感器校零装置，其特征在于，所述通信模块通过以下至少之一的方式设置：串口、CAN口、以太网口，将霍尔电流传感器校零阈值和一天校零次数远程设置。

9.如权利要求6所述的霍尔电流传感器校零装置，其特征在于，所述装置还包括一存储模块，所述存储模块用于存储采集到的电流值和设定阈值。

10.如权利要求6所述的霍尔电流传感器校零装置，其特征在于，该段时间为滤除掉采集到的两次根据1DQJ的状态获得的道岔动作的时间间隔中的最前面的第一时间段和最后面的第二时间段的时间。

11.如权利要求6所述的霍尔电流传感器校零装置，其特征在于，所述校零模块用于在对霍尔电流传感器进行自动校零操作时，根据1DQJ的半组空节点状态判定道岔处于动作状态，则自动校零操作暂停，等待道岔动作后再次调用采样模块。