專利名稱：內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)方法及其裝置，特別適合不帶微機(jī)柜控制
的內(nèi)燃機(jī)車采用顯示屏顯示反映其運(yùn)行狀況的電流電壓電信號(hào)。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)使用的內(nèi)燃機(jī)車還有很大一部分是不帶微機(jī)柜控制，反映內(nèi)燃機(jī)車運(yùn) 行狀況的各種電流電壓的顯示主要通過多個(gè)單獨(dú)的機(jī)車儀表，司機(jī)不容易查看，且發(fā)生過 流和牽引電機(jī)分流不均時(shí)也不易觀察。這種不帶微機(jī)柜控制的內(nèi)燃機(jī)車上的電流電壓信號(hào) 大部分因信號(hào)較弱不能直接采集用于顯示屏顯示。隨著客運(yùn)列車高速運(yùn)行、貨物列車重載 牽引，機(jī)車滿功率運(yùn)行，溫度高、振動(dòng)大、電機(jī)電氣工作條件惡劣，而當(dāng)機(jī)車發(fā)生故障時(shí)，司 乘人員(尤其是單司機(jī))難以進(jìn)行及時(shí)的檢查處理，無法直接判斷出具體故障部位，勢(shì)必影 響列車正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可用于顯示屏顯示的內(nèi)燃機(jī)
車電流電壓檢測(cè)方法及其裝置，主要用于解決內(nèi)燃機(jī)車的電流電壓信號(hào)采集問題，尤其是
信號(hào)采集方法、信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換處理，抗干擾處理，以及傳感器簡(jiǎn)易安裝方式等。
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)方法是利用電壓/電流轉(zhuǎn)換電路將內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)
行電信號(hào)采集端口的低直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電流信號(hào)，經(jīng)電流傳感器變換成放大的直
流模擬電壓信號(hào)；利用耐高壓電纜將內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行電信號(hào)采集端口的高直流電壓信號(hào)，由
電壓傳感器變換成直流電流模擬信號(hào)；再對(duì)直流模擬電壓信號(hào)和直流電流模擬信號(hào)經(jīng)過模
數(shù)轉(zhuǎn)換成為可用于顯示屏顯示的數(shù)字信號(hào)。 本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)裝置，包括 至少一個(gè)用于將內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行狀況電信號(hào)采集端口的低直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直 流電流信號(hào)的電壓/電流轉(zhuǎn)換電路； 至少一個(gè)將直流電流信號(hào)變換成放大的直流電壓模擬信號(hào)的電流傳感器；
將直流電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用于顯示屏顯示的數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。
所述內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)裝置還包括將內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行狀況電信號(hào)采集端口的 高直流電壓信號(hào)變換成直流電流模擬信號(hào)的電壓傳感器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將直流電壓模 擬信號(hào)和直流電流模擬信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成可用于顯示屏顯示的數(shù)字信號(hào)。
所述電流傳感器包括牽引電機(jī)電流傳感器、主發(fā)電流傳感器和充放電流傳感器。
所述電壓傳感器包括主發(fā)電壓傳感器、輔發(fā)電壓傳感器和勵(lì)磁電壓傳感器。
所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元由依次連接的前置放大隔離電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和SPI串行口 組成。 不帶微機(jī)柜控制的內(nèi)燃機(jī)車，其目前主要是利用采集分流器上的毫伏級(jí)的直流電 壓信號(hào)來直接驅(qū)動(dòng)機(jī)車上的儀表，由于儀表很多，司機(jī)不易觀看，發(fā)生故障時(shí)也無提示，只能靠司機(jī)自己判斷。若要用大的霍爾傳感器來檢測(cè)機(jī)車電機(jī)的大電流，則安裝非常復(fù)雜，拆 卸不方便，維護(hù)成本也高。而本發(fā)明就能很好解決上述問題。本發(fā)明也是通過采集機(jī)車分流 器上的毫伏級(jí)直流電壓信號(hào)，通過濾波后，將此電壓信號(hào)通過電阻轉(zhuǎn)換成0-20毫安的直流 電流信號(hào)，再通過小型的漏電流傳感器，將此直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為0-5伏的直流電壓信號(hào)， 再通過放大和A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，將0-5伏的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，可送入顯示器進(jìn) 行顯示。通過此方法，可以很好解決信號(hào)隔離，傳感器安裝維護(hù)困難等問題，也便于司機(jī)查 看。 本發(fā)明解決了不帶微機(jī)柜控制的內(nèi)燃機(jī)車上的電流電壓信號(hào)采集困難問題，本發(fā) 明留有通信接口 ，可將采集的電流電壓信號(hào)送入其他裝置，在屏幕顯示器進(jìn)行顯示和并在 故障時(shí)報(bào)警。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)電路簡(jiǎn)潔合理，集成化程度高，工作可靠， 性能穩(wěn)定，可以解決內(nèi)燃機(jī)車的電流電壓信號(hào)采集問題，尤其是信號(hào)采集方法、信號(hào)隔離轉(zhuǎn) 換處理，抗干擾處理，以及傳感器簡(jiǎn)易安裝方式。適合于鐵道機(jī)車車輛生產(chǎn)企業(yè)和科研單位 使用。


圖1是本發(fā)明裝置示意圖。
圖2是電壓/電流轉(zhuǎn)換電路示意圖。
圖3是前置放大隔離電路示意圖。
圖4是模數(shù)轉(zhuǎn)換電路示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明 圖1所示為本發(fā)明裝置的一個(gè)實(shí)施例該裝置由電壓/電流轉(zhuǎn)換電路1、多個(gè)傳感 器3和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元4組成，其中電壓/電流轉(zhuǎn)換電路1有三個(gè)，傳感器3包括六個(gè)牽弓I電 機(jī)電流傳感器，用于檢測(cè)機(jī)車6個(gè)牽引電機(jī)的電流，一個(gè)主發(fā)電流傳感器、一個(gè)充放電流傳 感器、一個(gè)主發(fā)電壓傳感器、一個(gè)輔發(fā)電壓傳感器和一個(gè)勵(lì)磁電壓傳感器；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元4 由依次連接的前置放大隔離電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和SPI串行口組成。 本裝置從內(nèi)燃機(jī)車的分流器和端子排輸入多路反映內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行狀況的電信號(hào)， 電壓/電流轉(zhuǎn)換電路1中的第一電壓/電流轉(zhuǎn)換電路從分流器輸入反映牽引電機(jī)運(yùn)行狀況 的六個(gè)0 75毫伏直流電壓信號(hào)，第二、第三電壓/電流轉(zhuǎn)換電路分別從端子排輸入0 1伏和-75 75毫伏直流電壓信號(hào)，第一至第三電壓/電流轉(zhuǎn)換電路分別將輸入的直流電 壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成0 20毫安的直流電流信號(hào)，然后分別通過牽引電機(jī)電流傳感器、主發(fā)電流 傳感器變換輸出0 5伏的直流電壓信號(hào)，通過充放電流傳感器變換輸出_5 5伏的直流 電壓信號(hào)；用耐高壓電纜從端子排接入三個(gè)高直流電壓信號(hào)，分別送入主發(fā)電壓傳感器、輔 發(fā)電壓傳感器和勵(lì)磁電壓傳感器，變換輸出0 20毫安的直流電流信號(hào)；各傳感器變換輸 出的直流電壓信號(hào)和直流電流信號(hào)經(jīng)前置放大隔離電路，送入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，采用SPI串 行口輸出由顯示屏顯示，并在故障時(shí)報(bào)警。 反映內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行狀況的電流電壓電信號(hào) 上述方法和裝置處理后可以轉(zhuǎn)換成由顯示屏顯示的數(shù)字信號(hào)。 裝置中的各元件及單元電路均為現(xiàn)有技術(shù)，如電機(jī)電流傳感器、主發(fā)電流傳感器、 充放電流傳感器、主發(fā)電壓傳感器、輔發(fā)電壓傳感器和勵(lì)磁電壓傳感器分別采用市售的小 型的漏電流傳感器和高電壓傳感器(TQG-1000)，電壓/電流轉(zhuǎn)換電路如圖2所示，前置放大 隔離電路如圖3所示，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路如圖4所示。
權(quán)利要求
一種內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)方法，其特征在于利用電壓/電流轉(zhuǎn)換電路將內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行電信號(hào)采集端口的低直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電流信號(hào)，經(jīng)電流傳感器變換成放大的直流模擬電壓信號(hào)；利用耐高壓電纜將內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行電信號(hào)采集端口的高直流電壓信號(hào)，由電壓傳感器變換成直流電流模擬信號(hào)；再對(duì)直流模擬電壓信號(hào)和直流電流模擬信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換成為可用于顯示屏顯示的數(shù)字信號(hào)。
2. —種內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)裝置，其特征在于包括至少一個(gè)用于將內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行狀況電信號(hào)采集端口的低直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電 流信號(hào)的電壓/電流轉(zhuǎn)換電路；至少一個(gè)將直流電流信號(hào)變換成放大的直流電壓模擬信號(hào)的電流傳感器；將直流電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用于顯示屏顯示的數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)裝置，其特征在于還包括將內(nèi)燃機(jī)車 運(yùn)行狀況電信號(hào)采集端口的高直流電壓信號(hào)變換成直流電流模擬信號(hào)的電壓傳感器，所述 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將直流電壓模擬信號(hào)和直流電流模擬信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成可用于顯示屏顯示的 數(shù)字信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)裝置，其特征在于所述電流傳感器包 括牽引電機(jī)電流傳感器、主發(fā)電流傳感器和充放電流傳感器；所述電壓傳感器包括主發(fā)電 壓傳感器、輔發(fā)電壓傳感器和勵(lì)磁電壓傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)裝置，其特征在于所述模數(shù) 轉(zhuǎn)換單元由依次連接的前置放大隔離電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和SPI串行口組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機(jī)車電流電壓檢測(cè)方法和裝置，其方法是利用電壓/電流轉(zhuǎn)換電路將內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行電信號(hào)采集端口的低直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電流信號(hào)，經(jīng)電流傳感器變換成放大的直流模擬電壓信號(hào)；利用耐高壓的電纜將內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行電信號(hào)采集端口的高直流電壓信號(hào)，由電壓傳感器變換成直流電流模擬信號(hào)；再對(duì)直流模擬電壓信號(hào)和直流電流模擬信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換成為可用于顯示屏顯示的數(shù)字信號(hào)。本方法和裝置解決了不帶微機(jī)柜控制的內(nèi)燃機(jī)車上電流電壓信號(hào)采集困難，傳感器不易安裝的問題。
文檔編號(hào)G01R19/25GK101701980SQ20091022710
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者劉旭君, 唐愛斌, 羅玉剛 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司