CN112747776A - 一种间隙传感器标准间隙模拟测试方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种间隙传感器标准间隙模拟测试方法，所述间隙传感器的信号处理板产生激励信号，所述方法包括如下步骤：获得激励信号与电压幅值之间的波形图；将所述波形图进行时延；得到传感器在不同标准间隙时的实际测量精度值。本发明所提供的间隙传感器标准间隙模拟测试方法，实现了对测量线圈两端的电压幅值变化的模拟，实现对不同间隙的模拟，进而实现对传感器间隙测量精度的模拟测试。
Description
技术领域
本发明属于传感器技术领域，具体涉及磁悬浮列车用间隙传感器标准间隙模拟测试方法及电路。
背景技术
磁悬浮列车用间隙传感器主要安装在列车底部，用于测量列车与轨道在垂直和水平方向的间隙。传感器的间隙测量精度直接决定着列车行驶过程中的安全性和舒适性。
当前，间隙传感器的间隙测量一般利用半物理试验台，模拟传感器在车上的安装状态，通过实物模拟，将传感器安装在一个具有标准间隙控制的机构上，通过控制机构移动，让传感器测量线圈与轨道之间产生多个标准的间隙值，通过监测传感器输出电信号值与实际标准间隙值进行对比，得到传感器额间隙测量精度。该方法虽然能最大限度地模拟传感器的实际安装方式，但在实际操作过程中，需要通过将传感器安装到半物理平台上，通过控制传感器测量线圈与轨道之间的标准间隙值，再通过对传感器后端输出间隙值进行对比，得到当前传感器间隙测量的精度值，但是该方法受制于单台设备的投资要求，每次只能测试一只产品，且因通过机械结构模拟，产品每次都要进行复杂的装夹，测试时间较长，测试过程繁琐，效率低，无法满足产品批量生产需要。
因此，需提供一种实现对磁悬浮列车用间隙传感器的间隙测量功能和精度的有效模拟，实现对传感器相关功能的测试，提升间隙传感器间隙测量精度的测试效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是为了实现对磁悬浮列车用间隙传感器的间隙测量功能和精度的有效模拟，实现对传感器相关功能的测试，提升间隙传感器测量精度的测试效率。
本发明提供了一种间隙传感器标准间隙模拟测试方法，所述间隙传感器的信号处理板产生激励信号，所述方法包括如下步骤：
获得激励信号与电压幅值之间的波形图；
将所述波形图进行时延；
得到传感器在不同标准间隙时的实际测量精度值。
本发明所提供的间隙传感器标准间隙方法，还具有这样的特征，所述激励信号通过FPGA控制寄存器读取。
本发明的另一目的，在于提供一种间隙传感器标准间隙模拟测试电路，所述电路包括用于读取激励信号的FPGA控制寄存器和用于采集处理固定时间周期内测量线圈反馈电压波形的幅值的后端采集子电路。
本发明所提供的间隙传感器标准间隙传感器模拟测试电路，还具有这样的特征，所述测试电路留有通讯口，测试电路通过USB、网线或RS232串口与上位机通讯。
本发明所提供的间隙传感器标准间隙传感器模拟测试电路，还具有这样的特征，所述测试电路还包括用于显示测试结果的显示屏。
有益效果
本发明所提供的间隙传感器标准间隙模拟测试方法，实现了对测量线圈两端的电压幅值变化的模拟，实现对不同间隙的模拟，进而实现对传感器间隙测量精度的模拟测试。
附图说明
图1为测量线圈反馈波形图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
磁悬浮列车用间隙传感器的间隙测试原理主要由信号处理板产生一个激励信号，使得测量线圈发生LC谐振，当线圈与被测物之间的间隙发生变化时，由于感抗变化和电涡流效应，使得测量线圈两端的电压幅值发生变化，通过对线圈两端的电压幅值的变化进行解析和处理，即可得到传感器测量线圈与被测物的间隙变化值。
本实施例提供了一种间隙传感器标准间隙模拟测试方法，所述间隙传感器的信号处理板产生激励信号，所述方法包括如下步骤：
获得激励信号与电压幅值之间的波形图；
将所述波形图进行时延；
得到传感器在不同标准间隙时的实际测量精度值。
所述激励信号通过FPGA控制寄存器读取。
本发明的原理：将传感器信号处理板上用以激励线圈的激励信号引出，因为后端对测量线圈两端电压幅值处理电路的采集周期一定，后端采集电路通过对固定时间周期内测量线圈反馈电压波形的幅值的采集处理，即可得到当前传感器测量线圈与被测轨道之间的间隙值。
如图1所示，假如当传感器分别处于测量间隙最大时，此时后端信号采集电压值为ab段的幅值差，此时电压值最大；当传感器处于测量间隙最小时，此时后端信号采集电压值为a1b1段，此时电压值最小。通过对ab间电压值的采集计算，记得得到对应间隙值。
本发明通过FPGA控制寄存器读取激励信号，根据不同标准下线圈两端电压幅值的大小，将激励信号完整的波形进行一定时延，使得后端信号处理电路在采集窗口期间采集到的电压幅值发生变化，进而模拟传感器的间隙值。图1中虚线表示的就是FPGA控制寄存器将信号进行了一定的延时，此时采集电路采集的电压幅值为a2b2，通过控制延时大小，得到a2b2之间的差值得到细化，即可在模拟测量线圈在标准间隙条件下两端电压值的变化，进而可以得到传感器在不同标准间隙时，实际测量精度值。
部分实施例中，提供了一种间隙传感器标准间隙模拟测试电路，所述电路包括用于读取激励信号的FPGA控制寄存器和用于采集处理固定时间周期内测量线圈反馈电压波形的幅值的后端采集子电路。所述测试电路留有通讯口，测试电路通过USB、网线或RS232串口与上位机通讯。所述测试电路还包括用于显示测试结果的显示屏。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种间隙传感器标准间隙模拟测试方法，所述间隙传感器的信号处理板产生激励信号，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获得激励信号与电压幅值之间的波形图；
将所述波形图进行时延；
得到传感器在不同标准间隙时的实际测量精度值。
2.根据权利要求1所述的间隙传感器标准间隙方法，其特征在于，所述激励信号通过FPGA控制寄存器读取。
3.一种间隙传感器标准间隙模拟测试电路，其特征在于，所述电路包括用于读取激励信号的FPGA控制寄存器和用于采集处理固定时间周期内测量线圈反馈电压波形的幅值的后端采集子电路。
4.根据权利要求3所述的间隙传感器标准间隙传感器模拟测试电路，其特征在于，所述测试电路留有通讯口，测试电路通过USB、网线或RS232串口与上位机通讯。
5.根据权利要求3所述的间隙传感器标准间隙传感器模拟测试电路，其特征在于，所述测试电路还包括用于显示测试结果的显示屏。
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