CN220961570U - 车载速度传感器检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道交通领域，提供一种车载速度传感器检测装置，包括可编程控制器；电机驱动器，与可编程控制器电连接，用于根据可编程控制器发出控制信号；电机，输入端与电机驱动器电连接，输出端与可编程控制器电连接，用于根据可编程控制器控制电机驱动器输出的控制信号调整工作状态，并将电机的转速传输至可编程控制器；速度传感器，通过联轴器与电机的转动端连接，与可编程控制器电连接，用于将速度传感器的转速传输至可编程控制器。本实用新型提供的车载速度传感器检测装置，可利用可编程控制器对电机的转速以及速度传感器的转速进行比较，判断速度传感器功能是否正常，及是否存在故障。

Description

车载速度传感器检测装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通领域，尤其涉及一种车载速度传感器检测装置。

背景技术

速度是地铁运行控制的重要指标，地铁列车通过速度传感器监视列车的实际运行速度。速度传感器安装在列车的tc1/tc2车轮(与车轮连接)，车轮转动带动速度传感器同轴旋转，传感器内部光栅盘与转换电路，将传感器轴转动的光信号转为电脉冲信号反馈至车载VOBC(vehicle on-board controller，车载控制器)系统，作为列车运行速度与运动位置的主要信号采集来源，参与列车运行监视与控制。

目前已知速度传感器的生产厂家有配套的测试装置，但厂家的测试装置，其功能及测试精度不能满足地铁运营公司针对速度传感器所进行的检测与技术分析等方面需求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种车载速度传感器检测装置，解决现有速度传感器测试精度不足，不能满足地铁运营公司针对速度传感器所进行的检测与技术分析等方面需求的问题。

本实用新型实施例提供一种车载速度传感器检测装置，包括：

可编程控制器；

电机驱动器，与所述可编程控制器电连接，用于根据可编程控制器发出控制信号；

电机，所述电机的输入端与所述电机驱动器电连接，所述电机的输出端与可编程控制器电连接，用于根据所述可编程控制器控制电机驱动器输出的控制信号调整工作状态，并将电机的转速传输至所述可编程控制器；

速度传感器，所述速度传感器通过联轴器与电机的转动端连接，所述速度传感器与所述可编程控制器电连接，用于将速度传感器的转速传输至所述可编程控制器。

根据本实用新型一个实施例提供的车载速度传感器检测装置，所述可编程控制器设有人机接口，所述人机接口用于外接电子设备。

根据本实用新型一个实施例提供的车载速度传感器检测装置，所述可编程控制器设有使能控制接口、速度控制接口和方向控制接口，所述可编程控制器通过所述使能控制接口、所述速度控制接口和所述方向控制接口与所述电机驱动器电连接。

根据本实用新型一个实施例提供的车载速度传感器检测装置，所述车载速度传感器检测装置还包括：编码器；所述电机通过所述编码器与所述可编程控制器电连接。

根据本实用新型一个实施例提供的车载速度传感器检测装置，所述电机驱动器为步进电机驱动器，所述电机为步进电机。

根据本实用新型一个实施例提供的车载速度传感器检测装置，所述车载速度传感器检测装置还包括：机箱；

所述机箱内设有中空的腔体，所述可编程控制器、所述电机驱动器和所述电机均设置在所述腔体中，所述电机的转动端穿过所述腔体的侧壁，通过联轴器与所述速度传感器连接。

根据本实用新型一个实施例提供的车载速度传感器检测装置，所述车载速度传感器检测装置还包括：安装支架和底座；

所述安装支架连接在所述机箱上，所述底座连接在所述安装支架上，所述联轴器设置在所述安装支架上，所述速度传感器部分设置在所述底座中，所述速度传感器的另一部分穿过所述安装支架与所述联轴器连接。

根据本实用新型一个实施例提供的车载速度传感器检测装置，所述机箱的一侧的侧板上设有供所述电机穿设的第一通孔，所述第一通孔的四周设有用于固定电机的第一安装孔以及用于固定安装支架的第二安装孔。

根据本实用新型一个实施例提供的车载速度传感器检测装置，所述安装支架上设有供所述速度传感器穿设的第二通孔，所述第二通孔的四周设有用于固定所述速度传感器的第三安装孔以及用于固定底座的第四安装孔。

根据本实用新型一个实施例提供的车载速度传感器检测装置，所述车载速度传感器检测装置还包括：车载控制器和人机界面；所述人机界面通过所述车载控制器与所述速度传感器电连接。

本实用新型提供的车载速度传感器检测装置，通过设置可编程控制器、电机、电机驱动器和速度传感器，将速度传感器与可编程控制器电连接，并将电机与可编程控制器电连接，从而可利用可编程控制器对电机的转速以及速度传感器的转速进行比较，判断速度传感器功能是否正常，及是否存在故障，解决现有速度传感器测试精度不足，不能满足地铁运营公司针对速度传感器所进行的检测与技术分析等方面需求的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型一实施例提供的车载速度传感器检测装置的系统框图；

图2是本实用新型一实施例提供的车载速度传感器检测装置的电路图；

图3是本实用新型一实施例提供的车载速度传感器检测装置的设备布置图；

图4是本实用新型一实施例提供的联轴器的示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的侧板的示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的安装支架的主视图；

图7是本实用新型一实施例提供的安装支架的侧视图；

附图标记：

1、可编程控制器；2、电机驱动器；3、电机；4、速度传感器；5、联轴器；6、编码器；7、机箱；71、第一通孔；72、第一安装孔；73、第二安装孔；8、开关电源；9、线槽；10、安装支架；11、底座；101、第二通孔；102、第三安装孔；103、第四安装孔；12、车载控制器；13、人机界面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本实用新型提供一种车载速度传感器检测装置，该车载速度传感器检测装置为适应地铁列车车载VOBC系统DF16/1.200badk型速度传感器的性能检测而研制的一种专用检测装置。

如图1和图2所示，该车载速度传感器检测装置包括：可编程控制器1、电机驱动器2、电机3和速度传感器4。

其中，可编程控制器1为PLC(Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器)。电机驱动器2与可编程控制器1电连接，电机驱动器2用于根据可编程控制器1发出控制信号。电机3的输入端与电机驱动器2电连接，电机3的输出端与可编程控制器1电连接，电机3用于根据可编程控制器1控制电机驱动器2输出的控制信号调整工作状态，并将电机3的转速传输至可编程控制器；速度传感器4通过联轴器5与电机3的转动端连接，速度传感器4与可编程控制器1电连接，用于将速度传感器4的转速传输至可编程控制器1。

本实施例中，根据速度传感器4的检测要求，首先，需要控制速度传感器4旋转，模拟列车在低低速、低速、中速、额定转速及上行、下行的运行工况。然后在速度传感器4转动过程中，检测速度传感器4输出信号的电压幅值、信号波形的占空比、A\B项信号脉冲的相位差，以及速度传感器4单位时间的输出脉冲数，并以此判断被测速度传感器4的性能指标是否合格。

具体而言，本实施例采用电机3带动速度传感器4转动，电机3受可编程控制器1控制，可编程控制器1通过电机驱动器2能够自动控制电机3以低低速、低速、中速及额定转速，正传反转等工况进行转动，在电机3带动速度传感器4转动的同时，可编程控制器1自动检测电机3的转速及速度传感器4单位时间输出的脉冲数，并计算速度传感器4轴旋转角速度，速度传感器4旋转角速度与电机3旋转的角速度进行比较，可判断速度传感器4功能是否正常，及是否存在故障。此外，本套车载速度传感器检测装置预留测试端口，可外接示波器，检测速度传感器4输出信号的占空比、相位差及高/低电平时的电压幅值。

需要说明书的是，电机驱动器2为步进电机驱动器，电机3为步进电机。

本实用新型提供的车载速度传感器检测装置，通过设置可编程控制器、电机、电机驱动器和速度传感器，将速度传感器与可编程控制器电连接，并将电机与可编程控制器电连接，从而可利用可编程控制器对电机的转速以及速度传感器的转速进行比较，判断速度传感器功能是否正常，及是否存在故障，解决现有速度传感器测试精度不足，不能满足地铁运营公司针对速度传感器所进行的检测与技术分析等方面需求的问题。

如图1和图2所示，可编程控制器1设有人机接口(Human Machine Interface，HMI)，人机接口用于外接电子设备。

操作人员通过人机接口可对装置进行操作。操作人员启动测试后，人机接口以通讯形式向可编程控制器下发启动指令，可编程控制器向电机驱动器2发出控制信号，从而启动进行测试。

可编程控制器1设有使能控制接口、速度控制接口和方向控制接口，可编程控制器1通过使能控制接口、速度控制接口和方向控制接口与电机驱动器2电连接。使能控制接口、速度控制接口和方向控制接口的具体功能如表一所示。

表一

电机转速控制：本实施例采用可编程控制器1控制电机3的转速，电机3启动后，可编程控制器1按时序自动控制输出至电机驱动器的脉冲频率，从而控制步进电机进行加速、减速、正转、反转及停止等动作，具体过程如表2下：

表二

在一个实施例中，如图1和图2所示，车载速度传感器检测装置还包括：编码器6；电机3通过编码器6与可编程控制器1电连接。

编码器6为旋转编码器，电机3装有旋转编码器，可编程控制器1通过编码器6检测电机的旋转速度，本方案将编码器6信号接入可编程控制器1的高速输入端口，由可编程控制器1内部程序计算，得出电机3的实际旋转角速度。

由于编码器6输出信号为TTL信号(5V差分信号)，可编程控制器1不能直接检测。本方案采用TTL差分转集电极电路进行转换，将TTL信号转换成可编程控制器1可识别的PNP集电极信号。

当编码器6输出A+为高电平时，A+/A-差分信号经运放电路放大，输出24VDC高电平，信号输入可编程控制器1的高速输入端口后，PLC识别为“1”，而当编码器6输出A+为低电平时，经运放放大后仍保持低电平，可编程控制器1识别为“0”，依次进行。通过以上分析可知，编码器6输出的TTL差分信号经转换后，变为单端的脉冲信号，信号幅值得到增强，信号频率并未改变。

编码器6信号接入可编程控制器1的高速输入端口后，可编程控制器1使用DSPD指令检测每秒钟输入的脉冲数，电机转速＝(f/1000)*60rpm，可编程控制器1程序自动按公式计算电机3实际转速。

速度传感器4输出信号检测：速度传感器4的输出信号为脉冲信号(幅值15.6VDC)，本实施例利用可编程控制器1检测速度传感器4每秒输出的脉冲数。使用可编程控制器1程序的DPLSY指令产生2个周期为1秒钟的脉冲，脉冲的上升沿触发中断，可编程控制器1在中断过程中采集高速计数器的当前值，将两次高速计数器当前值的差值计算为速度传感器4每秒输出的脉冲数。根据公式：速度传感器4转速＝(p/200)*60rpm，其中p为速度传感器4每秒输出的脉冲数，计算出速度传感器4的旋转速度。以上过程均为可编程控制器1自动采集计算。

然后可将实测的电机3转速与计算的速度传感器4旋转速度进行比较，如误差超出标准范围，则速度传感器4性能不合格，如速度传感器4输出信号失真、无信号及单位时间输出的脉冲数差值过大，则说明速度传感器4存在故障。

根据技术规格书，速度传感器4的额定转速为1500转/分，本实施例采用可编程控制器1控制电机3旋转，因此需要可编程控制器1的高速输出的最大频率需求为：(1500/60)*k＝8000hz，其中，(k为电机3的细分精度，可在500-8000设定)，而使用的可编程控制器1的高速输出最大频率为200khz，能够满足检测需求。

电机3配套的是1000线的编码器6，也就是电机3旋转一周，输出1000个脉冲。按照速度传感器4最高转速1500rpm计算，编码器6输出信号频率为25kHz，使用的可编程控制器1的分辨率为200kHz，能够满足检测需求。

根据技术规格书，速度传感器4每旋转一周，输出200个脉冲，按照速度传感器4最高转速1500rpm计算，其输出信号的最高频率为5kHz，使用的可编程控制器1高速计数器的分辨率为200kHz，能够满足检测需求。因此方案可行。

如图3所示，车载速度传感器检测装置还包括：机箱7。机箱7内设有中空的腔体，可编程控制器1、电机驱动器2和电机3均设置在腔体中，电机3的转动端穿过腔体的侧壁，电机3通过联轴器5与速度传感器4连接。与此同时，腔体中还设有开关电源8以及线槽9。开关电源8用于为整个装置供电。

如图3所示，车载速度传感器检测装置还包括：安装支架10和底座11；安装支架连接在机箱7上，底座11连接在安装支架10上，联轴器5设置在安装支架10上，速度传感器4部分设置在底座11中，速度传感器4的另一部分穿过安装支架10与联轴器5连接。联轴器5的具体结构如图4所示。

如图5所示，机箱7的一侧的侧板上设有供电机3穿设的第一通孔71，第一通孔71的四周设有用于固定电机的第一安装孔72以及用于固定安装支架10的第二安装孔73。电机3的转动端穿过第一通孔71，同时电机3的轴向通过连接件与侧板的内侧连接，安装支架10则通过连接件与侧板的外侧连接。

如图6和图7所示，安装支架10上设有供速度传感器4穿设的第二通孔101，第二通孔101的四周设有用于固定速度传感器4的第三安装孔102以及用于固定底座11的第四安装孔103。速度传感器4穿过第二通孔101，同时速度传感器4的轴向通过连接件与安装支架10连接，底座则通过连接件与安装支架10连接。

此外，如图1所述，车载速度传感器检测装置还包括：车载控制器12和人机界面13。人机界面13通过车载控制器12与速度传感器4电连接。车载控制器12为车载VOBC系统，车载控制器12用于获取速度传感器输出的转速信号，人机界面13则通过该转速信号对转速进行显示。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种车载速度传感器检测装置，其特征在于，包括：

可编程控制器；

电机驱动器，与所述可编程控制器电连接，用于根据所述可编程控制器发出控制信号；

电机，所述电机的输入端与所述电机驱动器电连接，所述电机的输出端与可编程控制器电连接，用于根据所述可编程控制器控制所述电机驱动器输出的控制信号调整工作状态，并将所述电机的转速传输至所述可编程控制器；

速度传感器，所述速度传感器通过联轴器与所述电机的转动端连接，所述速度传感器与所述可编程控制器电连接，用于将所述速度传感器的转速传输至所述可编程控制器。

2.根据权利要求1所述的车载速度传感器检测装置，其特征在于，所述可编程控制器设有人机接口，所述人机接口用于外接电子设备。

3.根据权利要求2所述的车载速度传感器检测装置，其特征在于，所述可编程控制器设有使能控制接口、速度控制接口和方向控制接口，所述可编程控制器通过所述使能控制接口、所述速度控制接口和所述方向控制接口与所述电机驱动器电连接。

4.根据权利要求1所述的车载速度传感器检测装置，其特征在于，所述车载速度传感器检测装置还包括：编码器；所述电机通过所述编码器与所述可编程控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的车载速度传感器检测装置，其特征在于，所述电机驱动器为步进电机驱动器，所述电机为步进电机。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车载速度传感器检测装置，其特征在于，所述车载速度传感器检测装置还包括：机箱；

所述机箱内设有中空的腔体，所述可编程控制器、所述电机驱动器和所述电机均设置在所述腔体中，所述电机的转动端穿过所述腔体的侧壁，通过联轴器与所述速度传感器连接。

7.根据权利要求6所述的车载速度传感器检测装置，其特征在于，所述车载速度传感器检测装置还包括：安装支架和底座；

所述安装支架连接在所述机箱上，所述底座连接在所述安装支架上，所述联轴器设置在所述安装支架上，所述速度传感器部分设置在所述底座中，所述速度传感器的另一部分穿过所述安装支架与所述联轴器连接。

8.根据权利要求7所述的车载速度传感器检测装置，其特征在于，所述机箱的一侧的侧板上设有供所述电机穿设的第一通孔，所述第一通孔的四周设有用于固定电机的第一安装孔以及用于固定安装支架的第二安装孔。

9.根据权利要求7所述的车载速度传感器检测装置，其特征在于，所述安装支架上设有供所述速度传感器穿设的第二通孔，所述第二通孔的四周设有用于固定所述速度传感器的第三安装孔以及用于固定底座的第四安装孔。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的车载速度传感器检测装置，其特征在于，所述车载速度传感器检测装置还包括：车载控制器和人机界面；所述人机界面通过所述车载控制器与所述速度传感器电连接。