專利名稱：磁浮車用測(cè)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種速度自動(dòng)檢測(cè)的裝置，尤其是一種磁浮車用測(cè)速裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的磁浮車用測(cè)速裝置主要采用回線或泄漏同軸電纜的方法。它是利用地面敷設(shè)的回線或泄漏同軸電纜通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向(或幅值)的變化，在運(yùn)行的車載接收線圈中感生電脈沖，經(jīng)過信號(hào)的處理來(lái)實(shí)現(xiàn)磁浮車的測(cè)速。
現(xiàn)有技術(shù)除用于磁浮車外，也用于無(wú)接觸測(cè)速系統(tǒng)。其主要不足是需要在地面敷設(shè)回線或泄漏同軸電纜，并要在地面安裝信號(hào)源，對(duì)于長(zhǎng)距離的軌道線路費(fèi)用昂貴而且精度和可靠性不高，同時(shí)計(jì)數(shù)軌枕的測(cè)速定位方法誤差過大，不能滿足磁浮車精確測(cè)速定位的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是要克服上述現(xiàn)有測(cè)速裝置存在的缺陷，提供一種磁浮車用測(cè)速裝置。
本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下一種磁浮車用測(cè)速裝置，包括信號(hào)處理電路，傳感器探頭，其特點(diǎn)在于在對(duì)應(yīng)于磁浮車長(zhǎng)定子直線同步電機(jī)齒和槽的位置，鋪設(shè)有由多相矩形平面線圈構(gòu)成的傳感器探頭。
上述的傳感器探頭線圈的寬度與等距的長(zhǎng)定子直線同步電機(jī)的齒、槽相同。
上述的傳感器探頭線圈的分布，是在一個(gè)齒槽周期(2π弧度)中布置N個(gè)線圈，每個(gè)線圈滯后π/N弧度的相位。
上述的傳感器探頭線圈均用印刷板工藝制作成平面線圈。
上述的傳感器探頭線圈采用串聯(lián)方式連接。
上述的傳感器探頭線圈采用有源傳感方式，傳感線圈由外部高頻電源激勵(lì)。
本發(fā)明可應(yīng)用于無(wú)接觸測(cè)速系統(tǒng)。
較目前磁浮車的測(cè)速裝置，本發(fā)明的磁浮車測(cè)速裝置的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于磁浮列車的測(cè)速，也可用于其它需要采用無(wú)接觸測(cè)速的場(chǎng)合。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)磁浮車的精確測(cè)速，而且不必在地面敷設(shè)或加裝任何部件，其精確性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性都很好。此外，由于采用的是電磁感應(yīng)技術(shù)，對(duì)工作環(huán)境的要求很低，雨雪塵土都不會(huì)影響其正常工作。


圖1是本發(fā)明傳感器探頭線圈與長(zhǎng)定子齒槽的位置示意圖。
圖2是本發(fā)明傳感器線圈的印刷電路板的示意圖。
圖3是本發(fā)明傳感器在長(zhǎng)定子磁浮車上的安裝示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖3，懸浮車體5下方載有懸浮電磁鐵1，傳感器探頭2安裝在懸浮電磁鐵1上；相對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)定子直線同步電機(jī)的齒311、312、313、……31N(N≥1)和槽321、322、323、……32N(N≥1)，并與安裝在車上的信號(hào)處理電路相連(未在圖中示出)。
傳感器探頭2由制作在印刷板上的多相矩形平面線圈21、22、23、……2N構(gòu)成。當(dāng)探頭2掠過長(zhǎng)定子直線同步電機(jī)的齒311、312、313、……31N(N≥1)和槽321、322、323、……32N(N≥1)時(shí)，由于磁路的變化使矩形線圈的等效電量參數(shù)發(fā)生變化，從而使電路的輸出發(fā)生變化。檢測(cè)與處理這種變化可以得到電機(jī)的齒、槽信號(hào)，通過計(jì)數(shù)處理，控制器能夠計(jì)算出磁浮車的當(dāng)前速度。
將線圈寬度設(shè)計(jì)與等距的齒、槽相同。當(dāng)線圈與齒重合時(shí)線圈的電感值最大；線圈與槽重合時(shí)線圈的電感最小。利用信號(hào)處理技術(shù)可以得到對(duì)應(yīng)的齒槽脈沖。由此得到速度與距離值。
為提高撿測(cè)精度，在一個(gè)齒、槽周期(2π弧度)中布置N個(gè)線圈，每個(gè)線圈滯后π/N弧度的相位。這樣可以提高低速時(shí)的測(cè)速精度。例如，在圖1中，線圈21與線圈22相差π/2弧度的相位。
為便于在磁浮車上的安裝，各個(gè)線圈均用印刷板工藝制作成平面線圈。為了使電參數(shù)變化明顯，采用多個(gè)線圈串聯(lián)。
為實(shí)現(xiàn)在不同速度時(shí)的準(zhǔn)確測(cè)量，采用了有源傳感方式。即傳感線圈由外部高頻電源激勵(lì)，線圈在拾取齒槽信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生的電脈沖信號(hào)的有、無(wú)只與齒槽有關(guān)，與速度大小無(wú)關(guān)。而電脈沖信號(hào)的周期與速度相關(guān)。
設(shè)齒槽距為S，它是已知量；兩相鄰齒脈沖的周期是T(需要檢測(cè)的量)，則磁浮車的速度V＝S/T可以求出。
齒槽計(jì)數(shù)電路由傳感器探頭、高頻激勵(lì)電源、信號(hào)處理電路等部分構(gòu)成。
本發(fā)明經(jīng)西南交通大學(xué)研制的磁浮車的測(cè)速系統(tǒng)試驗(yàn)。該系統(tǒng)由齒槽傳感線圈與信號(hào)處理電路構(gòu)成。列車運(yùn)行時(shí)，齒槽傳感線圈拾取齒槽信號(hào)。由齒槽信號(hào)求出列車的當(dāng)前速度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)磁浮車的運(yùn)行控制。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)，其主要技術(shù)指標(biāo)如下齒槽計(jì)數(shù)定位傳感器測(cè)量分辨率對(duì)應(yīng)長(zhǎng)定子線圈周期的3°；齒槽計(jì)數(shù)定位傳感器由二個(gè)印刷電路板平面線圈構(gòu)成，線圈寬度為齒的寬度(齒槽等寬)，二個(gè)傳感線圈相差90度(一個(gè)齒槽為360度)；測(cè)速精度與采用的處理方法有關(guān)。其理論誤差為±2個(gè)高頻激勵(lì)信號(hào)頻率周期。若激勵(lì)信號(hào)頻率為2MHz(實(shí)驗(yàn)值)，周期誤差為1微秒。
測(cè)速范圍0-500公里/小時(shí)。
如果在地面埔設(shè)等間距鐵磁物質(zhì)或利用磁軌本身的等距支撐鋼筋、鋼枕等來(lái)拾取速度信號(hào)，其原理與本發(fā)明是等同的。但效果與經(jīng)濟(jì)性不如本發(fā)明。
利用磁浮車軌道上的等距鐵磁物質(zhì)，它與接收器形成的磁路因位置不同而不同，結(jié)果，當(dāng)磁浮車運(yùn)行時(shí)，會(huì)在探頭線圈上產(chǎn)生電脈沖，從而實(shí)現(xiàn)磁浮車的測(cè)速。由于磁浮車軌道上直線電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)定子的齒與槽是磁阻差距很大的等距鐵磁物質(zhì)，利用計(jì)數(shù)長(zhǎng)定子的齒與槽來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)速，不必在地面敷設(shè)或加裝任何部件，其精確性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性都很好。此外，由于采用的是電磁感應(yīng)技術(shù)，對(duì)工作環(huán)境的要求很低，雨雪塵土都不會(huì)影響其正常工作。
權(quán)利要求
1.一種磁浮車用測(cè)速裝置，包括信號(hào)處理電路，傳感器探頭(2)，其特征在于在對(duì)應(yīng)于磁浮車長(zhǎng)定子(3)直線同步電機(jī)的齒(311、312、313、……31N)(N≥1)和槽(321、322、323、……32N)(N≥1)的位置，鋪設(shè)有由多相矩形平面線圈(21、22、23、……2N)(N≥1)構(gòu)成的傳感器探頭(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁浮車用測(cè)速裝置，其特征在于所述的傳感器探頭線圈(21、22、23、……2N)(N≥1)寬度與等距的磁浮車長(zhǎng)定子(3)直線同步電機(jī)的齒(311、312、313、……31N)(N≥1)、槽(321、322、323、……32N)(N≥1)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁浮車用測(cè)速裝置，其特征在于所述的傳感器探頭線圈(21、22、23、……2N)(N≥1)的分布，是在一個(gè)齒槽周期(2π弧度)中布置N個(gè)線圈，每個(gè)線圈滯后π/N弧度的相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁浮車用測(cè)速裝置，其特征在于所述的傳感器探頭線圈(21、22、23、……2N)(N≥1)均采用印刷板工藝制作成平面線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁浮車用測(cè)速裝置，其特征在于所述的傳感器探頭線圈(21、22、23、……2N)(N≥1)采用串聯(lián)方式連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁浮車用測(cè)速裝置，其特征在于所述的傳感器探頭線圈(21、22、23、……2N)(N≥1)采用有源傳感方式，傳感線圈由外部高頻電源激勵(lì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種速度自動(dòng)檢測(cè)的裝置，尤其是一種磁浮車用測(cè)速裝置。包括信號(hào)處理電路，傳感器探頭，其特點(diǎn)在于在對(duì)應(yīng)于磁浮車長(zhǎng)定子直線同步電機(jī)的齒和槽的位置，鋪設(shè)有由多相矩形平面線圈構(gòu)成的傳感器探頭。較目前磁浮車的測(cè)速裝置，本發(fā)明的磁浮車測(cè)速裝置的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于磁浮列車的測(cè)速，也可用于其它需要采用無(wú)接觸測(cè)速的場(chǎng)合。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)磁浮車的精確測(cè)速，而且不必在地面敷設(shè)或加裝任何部件，其精確性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性都很好。此外，由于采用的是電磁感應(yīng)技術(shù)，對(duì)工作環(huán)境的要求很低，雨雪塵土都不會(huì)影響其正常工作。
文檔編號(hào)G01P3/42GK1584603SQ200410024778
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者郭小舟, 王瀅, 張昆侖 申請(qǐng)人:上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心