一種教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軌道交通信號(hào)設(shè)備，特別涉及一種教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]相敏軌道電路是一種具有高可靠性的軌道電路，包含微電子相敏接收器、送電端電源變壓器、受電端中繼變壓器、節(jié)能器、調(diào)相防雷器、送受電端防護(hù)電阻、熔斷器。目前，相敏軌道電路廣泛地應(yīng)用于城市軌道交通的車輛段和停車場(chǎng)中。
[0003]隨著我國(guó)鐵路技術(shù)的不斷發(fā)展，很多高等院校開設(shè)鐵路專業(yè)，并且購(gòu)置了各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備教學(xué)模型，相敏軌道電路是鐵路專業(yè)課程教學(xué)中的重要課程之一，通過相敏軌道電路教學(xué)模型可以真實(shí)地體現(xiàn)出相敏軌道電路工作過程。但是相對(duì)于講授原理的教學(xué)模式，通過對(duì)軌道電路的故障進(jìn)行處理則更為有效，使用普通的萬用表進(jìn)行故障排除對(duì)于學(xué)生的理解幫助相對(duì)有限，能夠直觀觀察各個(gè)軌道區(qū)段相位差則更容易對(duì)故障進(jìn)行判斷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀。包含微處理器模塊、兩位LED數(shù)碼管、軌道電壓處理電路、局部電壓處理電路和電源模塊。所述的微處理器模塊和兩位LED數(shù)碼管、軌道電壓處理電路、局部電壓處理電路連接，所述的電源模塊為微處理器模塊和兩位LED電源模塊3.3V電源，所述的兩位LED數(shù)碼管可顯示軌道電路軌道電壓和局部電壓的相位差，所述的軌道電壓處理電路可對(duì)軌道電壓進(jìn)行降壓、整形處理，所述的局部電壓處理電路可對(duì)局部電壓進(jìn)行降壓、整形處理。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果在于:能夠方便快捷地幫助用戶測(cè)量出相應(yīng)區(qū)段的軌道電壓和局部電壓的相位差，通過分析測(cè)量出來的相位差數(shù)據(jù)，能夠初步判斷出軌道電路的故障類型和故障點(diǎn)所在；硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，體積小巧，方便攜帶使用。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為本實(shí)用新型的微處理器模塊的電路圖；
[0009]圖3為本實(shí)用新型的軌道電壓處理電路的電路圖；
[0010]圖4為本實(shí)用新型的局部電壓處理電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型僅僅是對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式的描述，并不對(duì)本實(shí)用新型的范圍有任何限制。
[0012]實(shí)施例1
[0013]如圖1所示，一種教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀，包含微處理器模塊11、兩位LED數(shù)碼管12、軌道電壓處理電路13、局部電壓處理電路14和電源模塊15。
[0014]如圖2所示，為本實(shí)用新型的微處理器模塊電路圖。微處理器模塊11的核心U4為STC89LE52RC單片機(jī)，單片機(jī)采用3.3V供電，供電電源由電源模塊15提供，電源模塊15采用AMS1117-3.3V將所包含的鋰電池電壓降至3.3V，單片機(jī)的外圍電路包含阻容復(fù)位電路和時(shí)鐘電路，阻容復(fù)位電路包含一個(gè)1K電阻RlO和一個(gè)1uF的電解電容C5，時(shí)鐘電路采用外部時(shí)鐘，包含一個(gè)無源12M晶體Yl和30PF的兩個(gè)瓷片電容C6、C7 ;單片機(jī)通過接口J2和兩位LED數(shù)碼管12相連，包含8位數(shù)據(jù)線Pl和2位位選線P2.0和P2.1，8位數(shù)據(jù)線用于傳輸需要顯示的數(shù)字，2位位選線則用于動(dòng)態(tài)點(diǎn)亮數(shù)碼管，數(shù)碼管的高位為相位差的十位，低位為相位差的個(gè)位。單片機(jī)的12腳、13腳分別和軌道電壓處理電路13的光耦芯片U2、U1的4腳相連，用于采集軌道電壓的相位，單片機(jī)14腳和局部電壓處理電路14的分壓電阻R9和R8相連的一端相連。單片機(jī)13腳用于對(duì)處理過的局部電壓方波進(jìn)行計(jì)數(shù)，單片機(jī)12腳和13腳分別通過接收軌道電壓的整形方波，來觸發(fā)單片機(jī)的中斷O和中斷1，通過定時(shí)計(jì)數(shù)器I定時(shí)I秒鐘設(shè)置為I個(gè)周期，在該周期內(nèi)，中斷O和中斷I分別被多次觸發(fā)，在觸發(fā)程序內(nèi)，分別對(duì)計(jì)數(shù)器O進(jìn)行計(jì)數(shù)，中斷O和中斷I程序分別對(duì)所計(jì)數(shù)目進(jìn)行比較，當(dāng)中斷O和中斷I兩路平均比較誤差時(shí)間一致時(shí)，單片機(jī)則通過兩位LED數(shù)碼管12進(jìn)行顯不O
[0015]如圖3所示，為本實(shí)用新型的軌道電壓處理電路的電路圖。包含兩個(gè)限流功率電阻R1、R2，一個(gè)與功率限流電阻相連高頻電容Cl，高頻電容Cl的I腳連接Rl的軌道電壓輸入端，高頻電容Cl的2腳和R2的遠(yuǎn)軌道電壓輸入端相連；單通道光耦芯片U1、U2的I腳分別與限流功率電阻R1、R2的遠(yuǎn)軌道電壓輸入端相連，Ul的2腳和U2的2腳相互連接；兩個(gè)分別并聯(lián)在光耦芯片Ul、U2輸入端的整流二極管Dl、D2，Dl、D2的正極分別很Ul、U2的2腳連接，負(fù)極分別連接Ul、U2的I腳；兩個(gè)和光耦芯片4腳分別相連的上拉電阻R3、R4 ;其中，光耦芯片Ul的4腳還和微處理器模塊11的單片機(jī)的13腳相連，光耦芯片U2的4腳還和微處理器模塊11的單片機(jī)的12腳相連。當(dāng)軌道電壓的正半周來臨時(shí)，軌道電壓經(jīng)過限流功率電阻R1，其阻值為1.2K，功率2W，電流流經(jīng)Ul片內(nèi)的發(fā)光二極管，經(jīng)整流二極管D2，二極管選型為1N4007，通過限流功率電阻R2，其阻值為1.2K，功率2W，流回鋼軌，此時(shí)光耦芯片Ul內(nèi)部的光敏三極管導(dǎo)通，4腳上的電位從高電平變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生一個(gè)下降沿送給單片機(jī)，觸發(fā)單片機(jī)中斷I。當(dāng)軌道電壓的負(fù)半周來臨時(shí)，軌道電壓經(jīng)過限流功率電阻R2，其阻值為1.2K，功率2W，電流流經(jīng)U2片內(nèi)的發(fā)光二極管，經(jīng)整流二極管Dl，二極管選型為1N4007，通過限流功率電阻R1，其阻值為1.2K，功率2W，流回鋼軌，此時(shí)光耦芯片U2內(nèi)部的光敏三極管導(dǎo)通，4腳上的電位從高電平變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生一個(gè)下降沿送給單片機(jī)，觸發(fā)單片機(jī)中斷O。
[0016]如圖4所示，為本實(shí)用新型的局部電壓處理電路的電路圖。包含三個(gè)限流電阻R5、R6、R7 ;兩個(gè)和限流電阻相串聯(lián)的整流二極管D3、D4 個(gè)并聯(lián)在整流二極管D3負(fù)極和地之間的安規(guī)電容C2，一個(gè)并聯(lián)在整流二極管D3正極和地之間的安規(guī)電容C3 片和整流二極管D4負(fù)極相連的施密特觸發(fā)器芯片U3 ;兩個(gè)相互串聯(lián)并且并聯(lián)在施密特觸發(fā)器芯片U3的4腳和地之間的分壓電阻R8、R9 ;并聯(lián)在R9兩端的高頻電容C4 ;其中，分壓電阻R9和R8相連的一端還和微處理器模塊11的單片機(jī)的14腳相連。當(dāng)局部電壓輸入時(shí)，經(jīng)過限流電阻R5，阻值為5K，功率1/4W、限流R6，阻值為5Κ，功率1/4W，兩個(gè)電阻降壓限流后，通過整流二極管D4，二極管選型1Ν4007整形后，由安規(guī)電容C2，容量0.22uF，耐壓交流250V、安規(guī)電容C3，容量0.22uF，耐壓交流250V，濾波后，經(jīng)整流二極管D3，選型為1N4007，和限流電阻R7，阻值為10K，功率1/4W，送回鐵路信號(hào)電源屏。經(jīng)過安規(guī)電容濾波的局部電壓信號(hào)還送給了U3施密特觸發(fā)器⑶40106，電信號(hào)由I腳輸入，2腳輸出，再經(jīng)過3腳輸入，4腳輸出，通過CD40106兩次反相觸發(fā)，電壓相位為正，為了保護(hù)單片機(jī)接口，電信號(hào)經(jīng)過分壓電阻R8，阻值為5.1K，功率1/4W、分壓電阻R9，阻值為4.7K，功率1/4W，分壓處理后送給單片機(jī)14腳。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀，包含微處理器模塊、兩位LED數(shù)碼管、軌道電壓處理電路、局部電壓處理電路和電源模塊；所述的微處理器模塊和兩位LED數(shù)碼管、軌道電壓處理電路、局部電壓處理電路連接，所述的電源模塊為微處理器模塊和兩位LED數(shù)碼管提供3.3V電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀，其特征在于:所述的微處理器模塊包含一片STC89LE52RC單片機(jī)，以及單片機(jī)外圍阻容復(fù)位電路和時(shí)鐘電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀，其特征在于:所述的軌道電壓處理電路包含兩個(gè)限流功率電阻Rl、R2，一個(gè)與功率限流電阻相連高頻電容Cl，高頻電容Cl的I腳連接Rl的軌道電壓輸入端，高頻電容Cl的2腳和R2的遠(yuǎn)軌道電壓輸入端相連；單通道光耦芯片U1、U2的I腳分別與限流功率電阻R1、R2的遠(yuǎn)軌道電壓輸入端相連，Ul的2腳和U2的2腳相互連接；兩個(gè)分別并聯(lián)在光耦芯片U1、U2輸入端的整流二極管D1、D2，D1、D2的正極分別很U1、U2的2腳連接，負(fù)極分別連接U1、U2的I腳；兩個(gè)和光耦芯片4腳分別相連的上拉電阻R3、R4 ;其中，光耦芯片Ul的4腳還和微處理器模塊的單片機(jī)的13腳相連，光耦芯片U2的4腳還和微處理器模塊的單片機(jī)的12腳相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀，其特征在于:所述的局部電壓處理電路包含三個(gè)限流電阻R5、R6、R7 ;兩個(gè)和限流電阻相串聯(lián)的整流二極管D3、D4 ;一個(gè)并聯(lián)在整流二極管D3負(fù)極和地之間的安規(guī)電容C2，一個(gè)并聯(lián)在整流二極管D3正極和地之間的安規(guī)電容C3 ;—片和整流二極管D4負(fù)極相連的施密特觸發(fā)器芯片U3 ;兩個(gè)相互串聯(lián)并且并聯(lián)在施密特觸發(fā)器芯片U3的4腳和地之間的分壓電阻R8、R9 ;并聯(lián)在R9兩端的高頻電容C4 ;其中，分壓電阻R9和R8相連的一端還和微處理器模塊的單片機(jī)的14腳相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種教學(xué)用相敏軌道電路相位測(cè)試儀。包含微處理器模塊、兩位LED數(shù)碼管、軌道電壓處理電路、局部電壓處理電路和電源模塊。所述的微處理器模塊和兩位LED數(shù)碼管、軌道電壓處理電路、局部電壓處理電路連接，所述的電源模塊為微處理器模塊和兩位LED數(shù)碼管提供3.3V電源，所述的兩位LED數(shù)碼管可顯示軌道電路軌道電壓和局部電壓的相位差，所述的軌道電壓處理電路可對(duì)軌道電壓進(jìn)行降壓、整形處理，所述的局部電壓處理電路可對(duì)局部電壓進(jìn)行降壓、整形處理。本實(shí)用新型可用于鐵路教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量相敏軌道電路相位差，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
【IPC分類】G09B9-02, G01R25-00, G01R31-28
【公開號(hào)】CN204287323
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420617152
【發(fā)明人】楊進(jìn), 楊城, 童迅
【申請(qǐng)人】南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年10月21日