便携式机车速度信号发生器设计

便携式机车速度信号发生器能够模拟机车运行参数，准确输出速度变化信号，便于检修工作人员及时排查故障点，提高检修效率。该设备采用手持式结构，主集成了脉冲形成模块、功率放大模块、故障诊断、信息显示及输入输出等功能模块，形成一套完善的系统，能够独立，精确模拟机车速度信号，并能方便，有效，可靠的检测出机车速度信号相关的线路状况，本文详细叙述了该信号发生器的研发方案、系统构成和主要功能特点，并介绍了其现场使用情况。

机车速度检测系统是关系机车可靠控制和机车安全运行的重要环节，直接影响机车运行的安全正点。目前周内铁路主要干线机车机车的过渡装置、监控装置、防空转系统、车载轴承检测装置所需的机车速度信号，是由安装在机车轮对车轴上的速度传感器提供的。普遍采用了光电速度传感器，速度信号提供给速度表、列车运行监控记录装置系统、机车控制电子柜以及内燃机车微机励磁系统。当机车回段检修时，由于不能动车或动车速度不高，没有速度信号输出或输出速度信号强度不够，因而这些需要速度信号的系统检测就成了机车测试、检修中一项比较困难的工作。为此，设计研制机车光电速度传感器模拟信号发生器，使机车在静态不动车情况下模拟发出速度信号，对满足机车检修工作的需要有着重要意义。

1 总体方案

1.1 系统设计原理

该设备发出的模拟信号要求与国内铁路各干线上目前所用的DF4D，DF8，DF11，SS7，SS8及SS9等型机车上所装的速度传感器输出信号相互兼容，同时由于各种机车轮径不同，该设备要能够调节轮径大小，并输出对应频率脉冲，该机车速度信号发生器应达到如下要求：1)信号输出为占空比为50%的方波信号，高电平选取12V;2)输出带宽为2～9 999Hz;3)输出最大直流电流为10 mA;4)输出精度为1%;5)采用数字

液晶表头显示对应机车速度;6)适用DF-16型各种光电式速度传感器。

1.2 主系统框图

主系统框图如图1所示。

2 系统设计

2.1 硬件电路设计

2.1.1 单片机来模拟传感器的脉冲信号发生电路

　　由于单片机的工作频率高达12 MHz，而机车速度信号经过换算后的最高频率是4.23 KHz（按300 km/h），因此用单片机设置模拟信号精度高（《0.05%），而且操作简单，界面友好。