CRH5型动车组集成传感器速度测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种CRH5型动车组集成传感器速度测试装置，包括传感器、EMC防护装置，所述的传感器由速度传感单元和温度传感单元于一体，该传感器连有EMC防护装置；所述的EMC防护装置内设有速度传感元件SS1、速度传感元件SS12、温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12；该速度传感元件SS1、速度传感元件SS12与传感器中的速度传感单元相连接，该温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12与传感器中的温度传感单元相连接；所述的EMC防护装置内还设有高频去耦电容，其中速度传感元件SS1、速度传感元件SS12设有RC低通滤波电路、电源第一级保护电路和电源第二级保护电路；本实用新型专利技术具有输出信号稳定、抗电磁干扰能力强、工作更可靠的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于传感器
，尤其涉及一种CRH5型动车组集成传感器速度测试装置。
技术介绍
目前在线运营的CRH5型动车组车辆轴端集成传感器速度传感技术设计均采用NXP公司的KMI 15系列传感芯片，该芯片工作原理是磁阻效应，采用电桥获取磁场变化信号，经过信号放大、温度补偿，然后经过施密特触发器，输出数字电流信号。该传感技术设计存在以下不足之处，降低了产品工作的稳定性。1)信号处理IC与传感元件不是处于同一基板上，有一段信号传输距离，信号易受外界电磁干扰，产品电磁兼容性能较差。2)传感器内置一小块铁氧体磁铁作为背磁，即使芯片中有温度补偿电路，但却无法对背磁因温度变化而变化影响输出信号这一因素进行补偿。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种输出信号稳定、抗电磁干扰能力强、工作更可靠的CRH5型动车组集成传感器速度测试装置。本技术的目的是通过如下技术方案来完成的，包括传感器、EMC防护装置，所述的传感器由速度传感单元和温度传感单元于一体，该传感器连有EMC防护装置；所述的EMC防护装置内设有速度传感元件SS1、速度传感元件SS12、温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12；该速度传感元件SS1、速度传感元件SS12与传感器中的速度传感单元相连接，该温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12与传感器中的温度传感单元相连接；所述的EMC防护装置内还设有高频去耦电容，其中速度传感元件SS1、速度传感元件SS12设有RC低通滤波电路、电源第一级保护电路和电源第二级保护电路。作为优选，所述的高频去耦电容为电容C1、电容C12、电容C2、电容C22，该电容C1并联于速度传感元件SS1上，电容C12并联于速度传感元件SS12上，电容C2并联于温度敏感元件TS1上，电容C22并联于温度敏感元件TS12上。作为优选，所述的RC低通滤波电路由电阻R1和电阻R2并联、电阻R12和电阻R22并联两路电路构成，其中电阻R1和电阻R2并联与电容C1组成速度传感元件SS1的RC低通滤波电路，电阻R12和电阻R22并联与电容C12组成速度传感元件SS12的RC低通滤波电路。作为优选，所述的电源第一级保护电路内设有压敏电阻RV1和压敏电阻RV2，压敏电阻RV1与速度传感元件SS1并联，压敏电阻RV2与速度传感元件SS12并联。作为优选，所述的电源第二级保护电路内设有瞬态电压抑制器V1和瞬态电压抑制器V12，瞬态电压抑制器V1与速度传感元件SS1并联，瞬态电压抑制器V12与速度传感元件SS12并联。本技术的有益效果为：1)、信号处理IC与传感元件处于同一基板上，信号传输距离短，同时采用了差分运算、自动增益控制(AGC)、自动偏差调整(AOA)等信号处理技术，输出信号稳定、抗电磁干扰能力强；2)、传感器无需工作背磁，工作更可靠。附图说明图1是本技术的电路功能方框图。图2是本技术的电路原理图。具体实施方式下面将结合附图对本技术做详细的介绍：如附图1、2所示，本技术包括传感器、EMC防护装置，所述的传感器由速度传感单元和温度传感单元于一体，速度传感单元是基于磁阻效应或霍尔效应的工作原理，温度传感单元是利用热电阻的工作机理，为机车车辆的制动系统、监测系统等速度或温度记录系统提供稳定可靠的信号。该传感器连有EMC防护装置，使传感器能胜任恶劣的电磁环境。所述的EMC防护装置内设有速度传感元件SS1、速度传感元件SS12、温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12；该速度传感元件SS1、速度传感元件SS12与传感器中的速度传感单元相连接，该温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12与传感器中的温度传感单元相连接；所述的EMC防护装置内还设有高频去耦电容，其中速度传感元件SS1、速度传感元件SS12设有RC低通滤波电路、电源第一级保护电路和电源第二级保护电路。所述的高频去耦电容为电容C1、电容C12、电容C2、电容C22，该电容C1并联于速度传感元件SS1上，电容C12并联于速度传感元件SS12上，电容C2并联于温度敏感元件TS1上，电容C22并联于温度敏感元件TS12上。所述的RC低通滤波电路由电阻R1和电阻R2并联、电阻R12和电阻R22并联两路电路构成，其中电阻R1和电阻R2并联与电容C1组成速度传感元件SS1的RC低通滤波电路，电阻R12和电阻R22并联与电容C12组成速度传感元件SS12的RC低通滤波电路；速度传感单元的电源端采用了RC低通滤波电路，削除了电源高频干扰信号，进一步提升了速度传感元件的工作电源品质。所述的电源第一级保护电路内设有压敏电阻RV1和压敏电阻RV2，压敏电阻RV1与速度传感元件SS1并联，压敏电阻RV2与速度传感元件SS12并联；其电源端采用了抗浪涌干扰设计，作为电源第一级保护，吸收能级较高但频率较低的干扰信号。所述的电源第二级保护电路内设有瞬态电压抑制器V1和瞬态电压抑制器V12，瞬态电压
抑制器V1与速度传感元件SS1并联，瞬态电压抑制器V12与速度传感元件SS12并联；其电源端采用了抗电快速瞬变脉冲群干扰设计，作为电源第二级保护，吸收能量较低但频率较高的干扰信号。本技术的测速范围为：CRH5(A)动车组最高运行时速为250km/h，转向架轮径(mm)：890/810mm。为了保证传感器应用时有适当的安全裕度，将列车时速提高2倍，转向架轮径以最小轮径810mm进行计算，检测的轮速最高为：n＝500*1000000/(π*810*60)≈3275(r/min)。由于轮子每转一周产生80个脉冲信号，因此当列车以500km/h运行时，传感器的工作频率为：f＝3275*80/60≈4367(Hz)。环形磁铁速度检测专用芯片工作速度为0Hz～8kHz，模拟信号带宽不小于20kHz，因此满足测速范围要求。速度传感单元的各项指标要求如下：工作电源电压标称电压值：14Vdc。可工作于12Vdc～16Vdc环形磁铁速度检测专用芯片，最大工作电压为28Vdc，满足工作电源电压要求。输出波形环形磁铁速度检测专用芯片输出电流型脉冲信号，因此满足要求。输出脉冲幅值电流信号：7mA±10％(低位)、14mA±10％(高位)。环形磁铁速度检测专用芯片具有宽输出摆幅，输出低电流为7mA，输出高电流为14mA，满足电流信号幅值要求。EMC防护装置的各项指标要求如下：(1)电源端采取压敏电阻作为防浪涌一级保护。根据标准GB/T 24338.4，线－线浪涌为1kV，线－线阻抗为2Ω，由于可以推算出浪涌电流峰值为500A，结合传感器最大工作电压为16Vdc，在选择压敏电阻时，压敏电压应大于1.6*16＝25.6V，最大脉冲电流值应大于500A。产品设计选用的压敏电阻，压敏电压为47V，最大脉冲电流值为1200A，满足要求。(2)电源端采取TVS管作防电快速瞬变脉冲群二级保护。TVS管V1主要用于保护后续的传感元件，传感元件最大工作电压为28V，因此TVS管的额定反向关断电压VWM应大于或等于28V。产品设计选用的TVS管，额定反向关断电压VWM为30V，满足要求。(3)电源端采取RC滤波措施。RC滤波设计经验值：电阻取50Ω～100Ω，电容取0.01uF～0.1uF。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CRH5型动车组集成传感器速度测试装置，其特征在于：包括传感器、EMC防护装置，所述的传感器由速度传感单元和温度传感单元于一体，该传感器连有EMC防护装置；所述的EMC防护装置内设有速度传感元件SS1、速度传感元件SS12、温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12；该速度传感元件SS1、速度传感元件SS12与传感器中的速度传感单元相连接，该温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12与传感器中的温度传感单元相连接；所述的EMC防护装置内还设有高频去耦电容，其中速度传感元件SS1、速度传感元件SS12设有RC低通滤波电路、电源第一级保护电路和电源第二级保护电路。

【技术特征摘要】
1.一种CRH5型动车组集成传感器速度测试装置，其特征在于：包括传感器、EMC防护装置，所述的传感器由速度传感单元和温度传感单元于一体，该传感器连有EMC防护装置；所述的EMC防护装置内设有速度传感元件SS1、速度传感元件SS12、温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12；该速度传感元件SS1、速度传感元件SS12与传感器中的速度传感单元相连接，该温度敏感元件TS1、温度敏感元件TS12与传感器中的温度传感单元相连接；所述的EMC防护装置内还设有高频去耦电容，其中速度传感元件SS1、速度传感元件SS12设有RC低通滤波电路、电源第一级保护电路和电源第二级保护电路。2.根据权利要求1所述的CRH5型动车组集成传感器速度测试装置，其特征在于：所述的高频去耦电容为电容C1、电容C12、电容C2、电容C22，该电容C1并联于速度传感元件SS1上，电容C12并联于速度传感元件SS12上，电容C2并联于温度敏感元件TS1上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周友佳，
申请(专利权)人：宁波佳明测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33