CN209727031U - 一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置及平台 - Google Patents

Abstract

一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置及平台。该磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置中相对位置传感器包括检测线圈，所述磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置包括测试线圈、等效负载、控制器、人机交互单元、计算机和性能检测单元，其中：所述控制器、等效负载与测试线圈依次连接，所述测试线圈设置在相对位置传感器的下方，测试线圈与相对位置传感器的检测线圈产生互感效应，所述相对位置传感器与性能检测单元连接，所述人机交互单元、计算机与控制器连接。能够简单便捷地模拟相对位置传感器在各种速度下运行的情况，以提高对相对位置传感器检测效率。

Description

一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置及平台

技术领域

本实用新型涉及磁浮列车领域，尤其涉及一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置和平台。

背景技术

相对位置传感器是磁浮列车定位测速系统的重要组成部分，列车的行驶方向、速度、齿槽计数和磁极相角信息都是通过相对位置传感器测量得到的。为了保障相对位置传感器工程化测试与生产及实现磁浮列车同步牵引控制和安全运行，需要实时、准确地获得相对位置传感器运行的状态，特别是相对位置传感器的运行位置、速度及方向等信息。

图1为现有相对位置传感器安装位置示意图。相对位置传感器100安装在磁浮列车两节端车的端部，并且两个为一组，安装在一侧。相对位置传感器100的检测探头面向长定子齿001槽002，其安装位置与长定子之间的位置关系如图1所示。当相对位置传感器100的检测线圈靠近长定子时，检测线圈所激发的磁场势必会受到长定子硅钢叠片的影响，从而导致线圈磁链的变化。检测线圈磁链受长定子齿001槽002结构的影响，导致线圈等效电感的变化。因此可以利用这种关系检测长定子的齿001槽002结构来测量位置，这即是相对位置传感器测量位置的基本原理。

在相对位置传感器正式列装前，需要对其质量进行必要的检测，以保证其满足定位测速系统的要求。其次，相对位置传感器长期暴露在外，虽然有一定的保护装置，但鉴于工作环境较为复杂、恶劣，传感器工作一段时间后可能会出现一些故障。这时，就需要及时对其进行必要的维护与更新。

目前采用机械法对相对位置传感器机械进行检测，机械法的思想来源于相对位置传感器的实际工作情况。机械法根据工作形式，又分机械平台法和机械转台法。机械平台法的特点在于较为真实模拟列车实际运行状况。该法铺设局部长定子轨道，通过控制相对位置传感器的运行，再现实际工作情况。机械转台法利用机械转台，模拟长定子轨道。通过设置不同的转速来模拟相对位置传感器在长定子轨道上的不同运行速度。上述两种方法虽然都能较为真实地模拟相对位置传感器运行情况，但有如下缺点，以机械平台法为例：一是长定子轨道占用空间较大，不能铺设太长，使得运行距离受限。二是基于机械平台本身的局限，运行速度受限，使得难以模拟相对位置传感器在较高速度下运行的情况。

因此，如何能够简单便捷地模拟相对位置传感器在各种速度下运行的情况，以提高对相对位置传感器检测效率成为本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置及平台，能够简单便捷地模拟相对位置传感器在各种速度下运行的情况，以提高对相对位置传感器检测效率。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，相对位置传感器包括检测线圈，所述磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置包括测试线圈、等效负载、控制器、人机交互单元、计算机和性能检测单元，其中：所述控制器、等效负载与测试线圈依次连接，所述测试线圈设置在相对位置传感器的下方，测试线圈与相对位置传感器的检测线圈产生互感效应，所述相对位置传感器与性能检测单元连接，所述人机交互单元、计算机与控制器连接。

优选地，所述测试线圈与所述相对位置传感器的检测线圈存在空间上的映射关系，均为四组线圈，每组线圈有至少一根导线，在空间上测试线圈与检测线圈的每组线圈上下对应。

优选地，所述测试线圈的四组线圈和检测线圈的四组线圈均为“8”字线圈。

优选地，所述等效负载为四个，分别与测试线圈的四组线圈连接。

优选地，所述等效负载为数字电位计。

优选地，所述数字电位计内置若干个数字控制可变电阻。

优选地，所述相对位置传感器为电感式传感器，还包括模拟信号处理单元和数字信号处理单元，所述检测线圈、模拟信号处理单元和数字信号处理单元依次连接，数字信号处理单元与性能检测单元连接。

本实用新型之磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台，包括上述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，还包括测试线圈机箱、检测装置控制机箱，其中：

所述测试线圈机箱无盖四边形盒子，相对位置传感器、测试线圈均设置在测试线圈机箱之中，相对位置传感器设置在测试线圈之上；检测装置控制机箱也为无盖四边形盒子，等效负载、控制器均设置在检测装置控制机箱中，人机交互单元设置在检测装置控制机箱的外表面；

所述测试线圈通过测试线圈机箱上的接口、检测装置控制机箱上的接口与等效负载连接，测试线圈通过测试线圈机箱上的接口与性能检测单元连接，控制器通过检测装置控制机箱上的接口与计算机连接。

优选地，所述性能检测单元为计算机或便携式诊断终端。

优选地，所述检测装置控制机箱、计算机、性能检测单元均可与若干个测试线圈机箱连接。

该装置结构简单，准确高效，能够高效完成对相对位置传感器性能和质量的检测与评估。相对位置传感器在轨以各种速度运行的实际状态，可以通过控制器改变等效负载变化来实现，可模拟出相对位置传感器在各种速度运行下的实际状态。相对位置传感器在工程化生产时，通过相对位置检测装置对其进行检测与评估，以保证相对位置传感器的性能和质量，从而保障磁浮列车安全运营。

同样，包括上述磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置检测平台也具有相应的技术效果，实现上述相对应的目的。

附图说明

图1为现有基于长定子轨道的同步直线电机牵引的磁浮列车的相对位置传感器系统的工作过程示意图；

图2为本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的结构框图；

图3为本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的等效电路图；

图4为图2所示本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的测试线圈与相对位置传感器的检测线圈的相对位置示意图；

图5为本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的一种测试线圈的结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的等效负载与控制器的结构框图。

图7为本实用新型磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台的相对位置传感器与测试线圈装置的装配示意图；

图8本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图2，图2为本实用新型磁浮列车提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的结构框图。

一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，相对位置传感器100包括检测线圈200，所述磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置包括测试线圈300、等效负载400、控制器500、人机交互单元600、计算机700和性能检测单元800，其中：所述控制器500、等效负载400与测试线圈300依次连接，所述测试线圈300设置在相对位置传感器100的下方，测试线圈300与相对位置传感器100的检测线圈200产生互感效应，所述相对位置传感器100与性能检测单元800连接，所述人机交互单元600、计算机700与控制器500连接。

控制器500控制等效负载400进行变化，等效负载400变化改变测试线圈300的实际负载，从而改变相对位置传感器100的检测线圈200的等效阻抗，使检测线圈200的谐振状态发生改变，检测线圈200两端输出电压随之变化，相对位置传感器100产生相应的速度与位置信号，从而可以模拟相对位置传感器在轨以各种速度运行的实际状态。性能检测单元800将相对位置传感器100输出位置和速度信号进行处理，对相对位置传感器的性能和质量的检测与评估。人机交互单元600、计算机700可显示等效负载变化规律。人机交互单元600、计算机700可通过输入值，并通过控制器500控制等效负载400变化。

进一步的，所述相对位置传感器100是电感式传感器，还包括模拟信号处理单元和数字信号处理单元。所述检测线圈200、模拟信号处理单元和数字信号处理单元依次连接，数字信号处理单元与性能检测单元800连接。当检测线圈200的谐振状态发生改变时，检测线圈200两端输出电压随之变化，模拟信号处理单元和数字信号处理单元将检测线圈200两端变化的电压信号处理为模拟相对位置传感器在轨以各种速度运行的实际状态。

该装置结构简单，准确高效，能够高效完成对相对位置传感器性能和质量的检测与评估。相对位置传感器在轨以各种速度运行的实际状态，可以通过控制器改变等效负载变化来实现，可模拟出相对位置传感器在各种速度运行下的实际状态。相对位置传感器在工程化生产时，通过相对位置检测装置对其进行检测与评估，以保证相对位置传感器的性能和质量，从而保障磁浮列车安全运营。

参照图3，图3为本实用新型磁浮列车提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的等效电路图。

本实用新型磁浮列车提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置中相对位置传感器100、测试线圈300、等效负载400简化为等效电路。图3中左侧为相对位置传感器100电路，右侧为测试线圈300、等效负载400电路，其中将等效负载400简化为高频可变的实际负载阻抗。

通过控制器500可控制等效负载400周期性变化，使测试线圈300的实际负载发生变化，检测线圈200的等效阻抗发生改变，检测线圈200的谐振状态随之改变，检测线圈200两端输出电压随之变化，使相对位置传感器100处理产生相应的状态信息，从而模拟相对位置传感器在轨以各种速度运行的实际状态。

下面进一步对测试线圈、相对位置传感器的检测线圈及等效负载进行说明。

参照图4、图5，图4为图2所示本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的测试线圈与相对位置传感器的检测线圈的相对位置示意图，图5为本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的一种测试线圈的结构示意图。

测试线圈300与所述相对位置传感器100的检测线圈200存在空间上的映射关系，测试线圈300和检测线圈200均为四组“8”字线圈，每组线圈有至少一根导线，在空间上测试线圈300与检测线圈200的每组线圈上下对应。

检测线圈200由检测线圈组201和检测线圈组202组成，检测线圈组201和检测线圈组202分别包括两组对称线圈。测试线圈300由测试线圈组301和测试线圈组302组成，测试线圈组301和测试线圈组302分别包括两组对称线圈。

当更改等效负载400时，测试线圈300的实际负载发生改变，在互感效应的作用下，相对位置传感器100的检测线圈200等效阻抗发生改变，检测线圈200的谐振状态随之改变，检测线圈200两端输出电压随之变化，以模拟相对位置传感器在轨道上的运动。

四组测试线圈的形状可以为长方形，也可以为圆形、椭圆型等任意形状，每组测试线圈可以由多根导线层叠或并排的复合方式。

参见图6，图6为本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置的等效负载与控制器的结构框图。

等效负载400为四个即等效负载401、402、403、404分别与测试线圈的四组线圈连接。

控制器500产生有时序差的控制信号驱动四个等效负载401、402、403、404分别改变测试线圈的四组线圈实际负载，从而使检测线圈200的四组线圈等效阻抗发生改变，使检测线圈200的四组线圈两端输出电压随之变化，从而更加精确的模拟相对位置传感器在轨道上的运动。

优选地，所述等效负载为数字电位计，所述数字电位计内置若干个数字控制可变电阻。

参见图7和图8，图7为本实用新型磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台的相对位置传感器与测试线圈装置的装配示意图，图8本实用新型提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台结构示意图。

一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台，包含上述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，还包括测试线圈机箱10、检测装置控制机箱20，其中：

所述测试线圈机箱10无盖四边形盒子，相对位置传感器100、测试线圈300均设置在测试线圈机箱10之中，相对位置传感器100设置在测试线圈300之上；检测装置控制机箱200也为无盖四边形盒子，等效负载400、控制器500均设置在检测装置控制机箱20中，人机交互单元600设置在检测装置控制机箱20的外表面；

所述测试线圈300通过测试线圈机箱10上的接口、检测装置控制机箱20上的接口与等效负载400连接，测试线圈300通过测试线圈机箱10上的接口与性能检测单元800连接，控制器500通过检测装置控制机箱20上的接口与计算机700连接。

检测装置控制机箱20与计算机700相连，计算机700可与检测装置控制机箱20中控制器500进行信息交互，计算机700可读取控制器500的各种信息，通过计算机700输入信息通过控制器500控制等效负载400变化。性能检测单元800与相对位置传感器100相连，性能检测单元800读取相对位置传感器100的状态信息，进行相关数据处理、分析，已达到对相对位置传感器100的性能和质量的检测与评估。

优选地，所述性能检测单元800为计算机或便携式诊断终端。

在进一步的方案中，所述检测装置控制机箱20、计算机70、性能检测单元800均可与若干个测试线圈机箱10连接。可同时模拟多个相对位置传感器在轨运行的各种状态，并能进行性能和质量的检测与评估。

该相对位置传感器的检测平台具有较好的稳定性与实用性，完全满足检测平台的现实需求。除此之外，由于检测平台包含上述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，因而磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台也具有相应的技术效果，在此不再做详细介绍。

以上对本实用新型所提供的一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置及平台进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，相对位置传感器包括检测线圈，其特征在于，所述磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置包括测试线圈、等效负载、控制器、人机交互单元、计算机和性能检测单元，其中：所述控制器、等效负载与测试线圈依次连接，所述测试线圈设置在相对位置传感器的下方，测试线圈与相对位置传感器的检测线圈产生互感效应，所述相对位置传感器与性能检测单元连接，所述人机交互单元、计算机与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，其特征在于，所述测试线圈与所述相对位置传感器的检测线圈存在空间上的映射关系，均为四组线圈，每组线圈有至少一根导线，在空间上测试线圈与检测线圈的每组线圈上下对应。

3.根据权利要求2所述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，其特征在于，所述测试线圈的四组线圈和检测线圈的四组线圈均为“8”字线圈。

4.根据权利要求3所述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，其特征在于，所述等效负载为四个，分别与测试线圈的四组线圈连接。

5.根据权利要求4所述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，其特征在于，所述等效负载为数字电位计。

6.根据权利要求5所述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，其特征在于，所述数字电位计内置若干个数字控制可变电阻。

7.根据权利要求1至6任一项所述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，其特征在于，所述相对位置传感器为电感式传感器，还包括模拟信号处理单元和数字信号处理单元，所述检测线圈、模拟信号处理单元和数字信号处理单元依次连接，数字信号处理单元与性能检测单元连接。

8.一种磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台，其特征在于，包含权利要求1至7中任一项所述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测装置，还包括测试线圈机箱、检测装置控制机箱，其中：

所述测试线圈机箱无盖四边形盒子，相对位置传感器、测试线圈均设置在测试线圈机箱之中，相对位置传感器设置在测试线圈之上；检测装置控制机箱也为无盖四边形盒子，等效负载、控制器均设置在检测装置控制机箱中，人机交互单元设置在检测装置控制机箱的外表面；

所述测试线圈通过测试线圈机箱上的接口、检测装置控制机箱上的接口与等效负载连接，测试线圈通过测试线圈机箱上的接口与性能检测单元连接，控制器通过检测装置控制机箱上的接口与计算机连接。

9.根据权利要求8所述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台，所述性能检测单元为计算机或便携式诊断终端。

10.根据权利要求9所述的磁浮列车的相对位置传感器性能检测平台，其特征在于，所述检测装置控制机箱、计算机、性能检测单元均可与若干个测试线圈机箱连接。