CN219122330U - 机车数模转换盒测试装置及机车测试设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种机车数模转换盒测试装置及机车测试设备，涉及测试技术领域。包括：伺服控制设备、伺服电机、转动部件、速度传感器和模拟信号显示设备；其中，伺服控制设备用于控制伺服电机的转速；伺服电机用于驱动转轴转动以带动转动部件旋转；速度传感器，与待测试的数模转换盒连接，用于采集转动部件旋转过程中产生的数字信号，传输给数模转换盒，以使数模转换盒将数字信号转换为模拟信号显示设备显示的模拟信号。本公开通过伺服电机驱动转动部件提供精准的转速模拟机车速度，使数模转换盒接收到更精确的数字信号，完成数模转换盒的测试，解决了传统数模测试不准确的问题，达到精确测试的效果。

Description

机车数模转换盒测试装置及机车测试设备

技术领域

本公开涉及测试技术领域，尤其涉及一种机车数模转换盒测试装置及机车测试设备。

背景技术

目前，在机车检修过程中，机车数模转换盒拆解下车后，对其数模转换功能无法进行测试。需要装车后，在机车调试时对数模转换盒进行功能测试，而机车调试时进行数模转换盒测试，速度信号故障多发，机车其他部件故障率高，不仅增加测试时间，也降低了测试结果的准确性。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本公开提供一种机车数模转换盒测试装置及机车测试设备，至少在一定程度上克服由于相关技术中机车数模转换盒测试结果不准确的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供了一种机车数模转换盒测试装置10，包括：

伺服控制设备100、伺服电机200、转动部件300、速度传感器400和模拟信号显示设备500；

其中，伺服控制设备100用于控制伺服电机200的转速；

伺服电机200用于驱动转轴转动以带动转动部件300旋转；

速度传感器400，与待测试的数模转换盒20连接，用于采集转动部件旋转过程中产生的数字信号，传输给数模转换盒20，以使数模转换盒20将数字信号转换为模拟信号显示设备500显示的模拟信号。

在一些实施例中，转动部件300为齿轮301；齿轮301安装于伺服电机200的转轴上，齿轮301旋转过程中旋转的每个齿对应一个脉冲信号。

在一些实施例中，伺服控制设备100包括：伺服控制器101和伺服电机驱动器102；伺服控制器101用于下发控制伺服电机200旋转的控制信号；伺服电机驱动器102用于驱动伺服电机200旋转。

在一些实施例中，伺服控制器101为工业控制器1011。

在一些实施例中，模拟信号显示设备500为速度仪表盘501，模拟信号为速度仪表盘501上指针转动。

在一些实施例中，速度传感器400为霍尔速度传感器或光电速度传感器。

在一些实施例中，机车数模转换盒测试装置10还包括：

供电模块600，与数模转换盒20连接，用于为数模转换盒20供电。

在一些实施例中，供电模块600用于提供110V直流电压。

在一些实施例中，机车数模转换盒测试装置10还包括：

电压转换模块601，与供电模块600连接，用于将供电模块600的电压转换为速度传感器400工作所需的电压。

根据本公开的另一个方面，还提供了一种机车测试设备，包括上述任意一项的机车数模转换盒测试装置10。

本公开的实施例中提供的机车数模转换盒测试装置及机车测试设备，包括伺服控制设备100、伺服电机200、转动部件300、速度传感器400和模拟信号显示设备500，由伺服控制设备100控制伺服电机200带动转动部件300精准转动，使速度传感器400将转动部件300转动产生的脉冲信号输入到数模转换盒20中，以精确模拟机车转速，经过数字信号和模拟信号的转换后，显示在模拟信号显示设备500上，解决了数模转换盒20拆卸下车后无法检测的问题，达到精准测试的效果，提高机车调试效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开实施例中一种机车数模转换盒测试装置示意图；

图2示出本公开实施例中一种伺服控制设备结构示意图；

图3示出本公开实施例中一种机车数模转换盒测试装置部件示意图；

图4示出本公开实施例中又一种机车数模转换盒测试装置示意图；

图5示出本公开实施例中又一种机车数模转换盒测试装置示意图；

图6示出本公开实施例中又一种机车数模转换盒测试装置示意图；

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

下面结合附图，对本公开实施例的具体实施方式进行详细说明。

正如前述背景技术提及的，在机车检修过程中，机车数模转换盒拆解下车后，对其数模转换功能无法进行测试，装车后测试结果又不太准确。为充分应对上述情况的发生，研究一种机车数模转换盒测试装置有着重要意义。

其中需要说明的是，待测试的数模转换盒在机车运行过程中，作用是与光电速度传感器或霍尔速度传感器及双针速度表配套的数模信号转换装置，其主要功能是将速度传感器输出的信号转换为0～20mA的电流信号以驱动双针速度表的实际速度指针，并根据速度信号计算走行距离，输出里程计驱动信号。其配置有切换通道，能将监控实速电流和数模转换盒实速电流进行切换输出至双针速度表。在行车安全设备系统中可作为备用速度通道中的转换装置使用。对机车数模转换盒的测试，即测试其是否可以将原数字信号转换为模拟信号，并测试其检测结果是否准确。

图1示出了本公开实施例中提供的一种机车数模转换盒测试装置10的结构示意图。如图1所示，该机车数模转换盒测试装置10可以包括伺服控制设备100、伺服电机200、转动部件300、速度传感器400、模拟信号显示设备500。

伺服控制设备100连接伺服电机200，伺服电机200上装有转动部件300，速度传感器400采集转动部件300的转速，待测试的数模转换盒20输入端与速度传感器400连接，输出端连接于机车数模转换盒测试装置10上的模拟信号显示设备500。

其中，伺服控制设备100可以用于控制伺服电机200的转速，具体表现为对伺服电机200的转速进行调节。伺服电机200可以用于驱动转轴转动以带动转动部件300旋转。转动部件300可以固定连接于伺服电机200的转轴上，伺服电机200驱动转轴转动，带动转动部件300一同旋转运动。

需要说明的是，伺服电机是伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机工作时控制精度高，低速运行稳定性好。

速度传感器400根据转动部件300采集速度信息，速度传感器400输出信号为脉冲信号，即数字信号，其稳定性较好，不易受外部噪声干扰，对测量电路无特殊要求。数模转换盒20输入端接收到速度传感器400传送的脉冲信号，进行数字信号与模拟信号的转换，具体转换为0～20mA的线性电流信号，提供给后续的模拟信号显示设备500进行显示输出。

模拟信号显示设备500与待测试的模拟转换盒20的输出端相连接，用于显示模拟转换盒20转换后的模拟信号，可以具体表现为速度信息或其他信息。

本公开实施例提供的机车数模转换盒测试装置10，伺服控制设备100控制伺服电机200转速，伺服电机200驱动转动部件300旋转，模拟机车的运行速度，输出精准的转速，速度传感器400采集该速度，模拟信号显示设备500显示该速度，将待检测的数模转换盒20的输入端与输出端分别接入该测试装置的速度传感器400与模拟信号显示设备500，数模转换盒20的输入端信号模拟了机车运行过程输入机车数模转换盒的数字信号，以该数字信号与之后数模转换盒20输出的模拟信号，完成对数模转换盒的测试。

本公开实施例采用了以伺服控制系统为核心，输出精准的转速方案，模拟了机车运行速度，将转换后的模拟信号显示于模拟信号显示设备上，解决了传统数模转换盒测试信号不准确的问题，达到精确检测的效果。

在本公开的一些实施例中，上述的转动部件300为齿轮，齿轮安装于伺服电机200的转轴上，齿轮在随转轴旋转过程中，齿轮的每个齿对应一个脉冲信号。

需要说明的是，根据速度传感器的测速原理，速度传感器一般有光电速度传感器和霍尔速度传感器，齿轮随伺服电机200的转轴转动，速度传感器400采集其速度情况，以一百二十齿的齿轮为例，一百二十齿齿轮共120齿，每转一圈，速度传感器400将输出120个脉冲信号。本公开实施例将转动齿轮的齿对应输出的脉冲信号，将使输入到数模转换盒的脉冲信号更为精确，同时也提高了最终检测结果的准确性。

在本公开的一些实施例中，图2示出的是伺服控制设备100的结构示意图，如图2所示上述的伺服控制设备100包括伺服控制器101和伺服电机驱动器102。

其中，伺服控制器101用于下发控制指令，该控制指令为控制伺服电机200旋转的控制信号。伺服电机驱动器102用于驱动伺服电机200旋转。

需要说明的是，伺服电机200是一种独立的电气装置，可以高效准确地移动和旋转机器零件。伺服电机200是一个闭环系统的一部分，由多种部件组成；这些组件是控制电路、轴、电位器、放大器和旋转变压器或编码器。伺服电机驱动器102负责通过精确计算所需的路径或轨迹并向伺服电机200发送命令信号来进行运动控制。伺服电机驱动器102可以控制速度、位置和扭矩。

在本公开的一些实施例中，上述的伺服控制器101为工业控制器1011。工业控制器与伺服电机驱动器102及伺服电机200通信，根据工业控制器的控制指令控制伺服电机200的转动。

具体地，工业控制器可以是可编程逻辑控制器PLC，也可以是单片机，伺服电机200的转速、旋转角度等参数均由工业控制器内部程序决定，内部程序可由不同用户自定义设计。

下面结合附图及实施例对本示例实施方式进行详细说明。

图3示出了本公开实施例中一种机车数模转换盒测试装置部件组合示意图，如图3所示，工业控制器1011可以包括控制面板1012，用以显示输入和输出控制信号，以控制面板1012为操作端和测试结果显示端。工业控制器1011具体以PLC控制器举例，由PLC控制器控制伺服电机驱动器102，预先输入转速，并由此计算出对应的速度，以及与之对应的各种精确输出信号，包括模拟信号与数字信号，并显示在控制面板1012上。

伺服电机驱动器102驱动伺服电机200转动，由伺服电机200的转轴带动齿轮301转动，速度传感器400采集齿轮301的转速，假设齿轮301共计120齿，可对应采集120个脉冲信号，当齿轮301每分钟转动1100转时，速度传感器400每分钟将采集132000个脉冲信号。待测试的数模转换盒20接收到速度传感器400输入的脉冲信号信息，进行数字信号与模拟信号转换，再将转换后的模拟信号输出至模拟信号显示设备500，至此，检测该模拟信号与最初设定的转速所对应的模拟信号，完成对数模转换盒的测试。

在本公开的一些实施例中，上述测试装置中模拟信号显示设备500还可以直接连接工业控制器1011，将最后的模拟信号反馈到控制面板1012处，可进行直接比较，完成数模转换盒的性能测试，自动化程度及检测精度更高。

需要说明的是，上述工业控制器1011在控制伺服电机驱动器102和伺服电机200时，所输入的转速，并转换成对应的其他信号需要用到一些终端设备或服务器处理。在一些实施例中，该终端设备与工业控制器1011相通信，可以是各种电子设备，包括但不限于便携式计算机、台式计算机等。在一些实施例中，当工业控制器1011与服务器通信时，服务器可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备所进行操作的装置提供支持的后台管理服务器。后台管理服务器可以对接收到的请求等数据进行分析等处理。以此提高对数模转换盒测试的精度，并提高了检测效率，提升了自动化检测的程度。

在本公开的一些实施例中，上述模拟信号显示设备500可以为速度仪表盘501，经过数模转换盒20转化后的模拟信号，具体为0～20mA电流，电流驱动速度仪表盘501的指针，指针指向位置为瞬时速度。用速度仪表盘501做模拟信号显示设备500模拟了机车的速度显示，将模拟信号以指针式速度仪表盘501形式表现出来，便于直观显示模拟的机车速度，更能明显展示数模转换盒的测试结果。

在本公开的一些实施例中，上述的速度传感器400可以为霍尔速度传感器或光电速度传感器。

需要说明的是，霍尔速度传感器是一种基于霍尔效应的磁电传感器，具有对磁场敏感度高、输出信号稳定、频率响应高、抗电磁干扰能力强、结构简单、使用方便等特点。它主要是由特定磁极对数的永久磁铁、霍尔元件、旋转机构及输入/输出插件等组成。霍尔速度传感器采用霍尔效应，当金属齿经过霍尔速度传感器前端时，引起磁场变化，霍尔元件检测到磁场变化，并转换成一个交变电信号，传感器内置电路对该信号进行放大、整形，输出良好的矩形脉冲信号，测量频率范围更宽，输出信号更精确稳定，安装简单，因此本公开实施例采用霍尔速度传感器配合齿轮进行采集速度。

光电速度传感器由带孔或缺口的圆盘、光源和光电管组成。当圆盘随被测轴旋转时，光只能通过一个孔或凹口照射到光电管上。当光电管受到辐射时，它的反向电阻很低，因此它输出一个电脉冲信号。当光源被圆盘覆盖时，光电管的反向电阻非常大，并且在输出端没有信号输出。这样，根据圆盘上的孔或槽口的数量，可以测量被测轴的转速，因此本公开实施例利用齿轮作为带孔或缺口的圆盘，即可通过齿轮的齿间隙，测出转速，方便实现对转速的采集。

在本公开的一些实施例中，图4示出了本公开实施例提供的另一种机车数模转换盒测试装置，如图4所示，该测试装置还包括供电模块600。供电模块600与与数模转换盒20连接，用于为数模转换盒20供电。

在本公开的一些实施例中，上述的供电模块600可以外接电源30，电源30可以为110V的直流电源，输入到数模转换盒20的电压为110V直流电压。采用110V直流电源供电，保证了机车数模转换盒测试装置对数模转换盒提供的工作电源与实际机车工作电源一致，完全模拟了机车运行时数模转换盒的工作状态，使数模转换盒的测试更为准确。

在本公开的一些实施例中，图5示出了本公开实施例提供的又一种机车数模转换盒测试装置，如图5所示，该测试装置还包括电压转换模块601，与供电模块600连接，用于将供电模块600的输出电压转换为速度传感器400所需的工作电压。

具体地，速度传感器400的工作电压为24V，供电模块600为数模转换盒20和电压转换模块601提供110V直流电压，电压转换模块601将输入的110V直流电压转换为24V直流电压，并将24V直流电压输出到速度传感器400，以供速度传感器400正常工作。

在本公开的一些实施例中，图6示出了本公开实施例提供的又一种机车数模转换盒测试装置，如图6所示，上述的电压转换模块601还可以设置于数模转换盒内部，供电模块600向数模转换盒20供电，数模转换盒20内部设置电压转换模块601，数模转换盒20与速度传感器400连接，向速度传感器400输出模拟信号，并经过内置的电压转换模块601为速度传感器提供所需的工作电压。

本公开实施例中提供的机车数模转换盒测试装置，增加电压转换模块，方便各部件在只有一个供电模块的情况下，满足正常用电需求，且转换电压为实际机车为速度传感器提供的工作电压，模拟了机车运行情况，使后续的数模转换盒测试更为精准，完全同步实际机车运行时数模转换盒的工作状态。

基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种机车测试设备，该机车测试设备包括上述任意一种机车数模转换盒测试装置。该机车测试设备通过应用上述机车数模转换盒测试装置，可以保证机车正常运行，保证机车在进行部件设备测试检修时，减少测试作业时间，缩短机车检修周期。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种机车数模转换盒测试装置(10)，其特征在于，包括：伺服控制设备(100)、伺服电机(200)、转动部件(300)、速度传感器(400)和模拟信号显示设备(500)；

其中，所述伺服控制设备(100)用于控制所述伺服电机(200)的转速；

所述伺服电机(200)用于驱动转轴转动以带动所述转动部件(300)旋转；

所述速度传感器(400)，与待测试的数模转换盒(20)连接，用于采集所述转动部件(300)旋转过程中产生的数字信号，传输给所述数模转换盒(20)，以使所述数模转换盒(20)将所述数字信号转换为所述模拟信号显示设备(500)显示的模拟信号。

2.根据权利要求1所述的机车数模转换盒测试装置(10)，其特征在于，所述转动部件(300)为齿轮(301)；所述齿轮(301)安装于所述伺服电机(200)的转轴上，所述齿轮(301)旋转过程中旋转的每个齿对应一个脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的机车数模转换盒测试装置(10)，其特征在于，所述伺服控制设备(100)包括：伺服控制器(101)和伺服电机驱动器(102)；

所述伺服控制器(101)用于下发控制所述伺服电机(200)旋转的控制信号；

伺服电机驱动器(102)用于驱动所述伺服电机(200)旋转。

4.根据权利要求3所述的机车数模转换盒测试装置(10)，其特征在于，所述伺服控制器(101)为工业控制器(1011)。

5.根据权利要求1所述的机车数模转换盒测试装置(10)，其特征在于，所述模拟信号显示设备(500)为速度仪表盘(501)，所述模拟信号为速度仪表盘(501)上指针转动。

6.根据权利要求1所述的机车数模转换盒测试装置(10)，其特征在于，所述速度传感器(400)为霍尔速度传感器或光电速度传感器。

7.根据权利要求1所述的机车数模转换盒测试装置(10)，其特征在于，所述机车数模转换盒测试装置(10)还包括：

供电模块(600)，与所述数模转换盒(20)连接，用于为数模转换盒(20)供电。

8.根据权利要求7所述的机车数模转换盒测试装置(10)，其特征在于，所述供电模块(600)用于提供110V直流电压。

9.根据权利要求7所述的机车数模转换盒测试装置(10)，其特征在于，所述机车数模转换盒测试装置(10)还包括：

电压转换模块(601)，与所述供电模块(600)连接，用于将所述供电模块(600)的电压转换为所述速度传感器(400)工作所需的电压。

10.一种机车测试设备，其特征在于，包括权利要求1～9中任意一项所述的机车数模转换盒测试装置(10)。

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