2 列車測(cè)速

    2.1 輪軸脈沖轉(zhuǎn)速傳感器

    轉(zhuǎn)速傳感器的種類很多，有磁電式、光電式、離心式、霍爾式等轉(zhuǎn)速傳感器。其中輪軸脈沖轉(zhuǎn)速傳感器在高速鐵路中應(yīng)用較為廣泛。輪軸脈沖轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速的基本工作原理：利用車輪的周長(zhǎng)作為“尺子”測(cè)量列車走行距離，根據(jù)所測(cè)距離測(cè)算列車運(yùn)行速度，其基本公式為：

    v=πdn/3.6

    式中，π=3.14，d為車輪直徑，n為車輪轉(zhuǎn)速。

    從上式可知，測(cè)量列車速度就是檢測(cè)列車車輪轉(zhuǎn)速和列車輪徑。脈沖轉(zhuǎn)速傳感器安裝在輪軸上，輪軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，傳感器輸出一定數(shù)目的脈沖，使脈沖頻率與輪軸轉(zhuǎn)速成正比。輸出的脈沖經(jīng)隔離和整形后直接輸入計(jì)算機(jī)cpu進(jìn)行頻率測(cè)量，再經(jīng)換算從而得出車組速度和走行距離閉。其原理框圖如圖1所示。

    2.2 慣性加速度傳感器

    加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力是物體在加速過程中作用在物體上的力，可以是常量或變量。一般加速度傳感器根據(jù)壓電效應(yīng)原理工作，加速度傳感器利用其內(nèi)部由于加速度造成的晶體變形產(chǎn)生電壓，只要計(jì)算出產(chǎn)生的電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。還有很多其他方法制作加速度傳感器，如電容效應(yīng)、熱氣泡效應(yīng)、光效應(yīng)，但其 基本的原理都是由于加速度使某種介質(zhì)產(chǎn)生變形，通過測(cè)量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。

    輪軸脈沖轉(zhuǎn)速傳感器也存在一定缺陷：即車輪空轉(zhuǎn)或打滑會(huì)使列車速度的測(cè)量結(jié)果存在誤差，為解決此類問題，在列車車軸上加裝一個(gè)加速度傳感器，配合脈沖轉(zhuǎn)速傳感器使用。該方式工作原理：在列車打滑期間，把機(jī)車的內(nèi)加速度作為測(cè)速的信息源，該信息與車輪旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)等信息不相關(guān)，而在其余工作時(shí)間仍用輪軸脈沖傳感器測(cè)速，所以該方式稱為基于慣性加速度傳感器的測(cè)速。在車輪打滑時(shí)，由加速度傳感器測(cè)得加速度及車輪打滑前加速度的傾斜分量，而計(jì)算出車輪打滑時(shí)的列車運(yùn)行加速度，再將該值積分即得車輪打滑時(shí)列車實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度。具體原理如圖2所示。

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