线速度传感器 速度传感器在列车行业上的应用

现在的汽车都装有发动机控制、自动驾驶、稻香系统等装置。当然，这些设备都需要车速信号，车速传感器控制这些设备。当然，火车上也是如此。那么速度传感器在铁路列车行业有什么用？我们来看看下面的叙述。

速度信号的采集涉及机车牵引控制、车轮打滑保护、列车控制和车门控制。我们可以发现，在各种轨道车辆中，这个任务是由许多速度传感器完成的。

过去，用于测量速度的传感器通常不稳定，容易出现故障，经常导致车辆事故。主要是前期主要使用模拟传感器，而当时使用的数字传感器效果不佳。出现上述速度传感器问题的主要原因是轨道车辆的应用环境极其恶劣。

德国Lenord+Bauer公司经过多年的研究和实践经验，开发出一种性能非常稳定的高品质多功能速度传感器，广泛应用于工作条件较差的轨道列车行业。

无轴承速度传感器

虽然一些铁路列车不使用传感器，但大多数机车控制系统使用速度传感器。

最常用的速度传感器类型是双通道速度传感器。传感器直接扫描机车电机轴或减速器上的齿轮，因此传感器本身不需要轴承。

目标测量齿轮可以根据用户的要求专门制作，也可以使用设备中现有的测量齿轮。

该速度传感器利用磁场调制原理，适用于模数为1、模数为3.5的铁磁性测量轮。被测齿轮的齿形也是一个重要因素，因为速度传感器可以测量方齿轮和渐开线齿轮。根据测量轮的直径和齿数，速度传感器的分辨率在每转60脉冲到每转300脉冲之间，可以满足一般机车电机司机的要求。

这种类型的速度传感器通常由两个霍尔传感器、永磁体和信号处理电路组成。当速度传感器扫描旋转齿轮时，永磁体的磁场发生变化。磁场的变化由霍尔传感器记录，在电路的比较环节转换成方波，在驱动环节放大。

然而，霍尔传感器的性能受温度影响很大。因此，决定速度传感器灵敏度和信号相位差的因素不仅是齿轮的安装气隙，还有温度。温度的影响大大降低了传感器与齿轮之间安装气的最大允许值。在室温下，模数为2的标准测量齿轮的安装气隙可为2-3毫米，但当所需温度范围为-40℃至+120℃时，最大允许气隙减小至1.3毫米。

我们通常要求我们的测量齿轮不仅要有高分辨率，而且要尺寸小，所以在这个要求下，测量齿轮的最大呼吸会更小。模数为1的高分辨率小齿轮的最大允许气隙为0.5-0.8毫米。

对于设计工程师来说，传感器的气隙，如果速度传感器要求的安装气隙越小，对设备的整体设计要求就会越高。安装气隙允许范围小，限制了被测电机外壳的机械安装公差和测量齿轮对输出信号的允许误差范围。因此，机车电机的制造商和运营商都愿意选择安装气隙较大的速度传感器。

在实际操作中，速度传感器输出信号的幅度随着安装气隙的增大而迅速减小。对于传感器制造商来说，他们需要尽可能地补偿信号幅度系统，并相应地补偿相位差。通常的方法是测量传感器的工作温度，然后根据温度信息补偿相位差，这就是我们通常所说的温度补偿。但是有两个缺点:一是信号相位差与温度没有线性关系。第二，不是每个传感器都有相同的相位差。因此，需要提高传统传感器对温度的适应性

新一代Lenod+Bauer速度传感器为解决传统传感的缺点找到了新的方法。它采用集成信号处理器来调节信号的幅度和相位差，使传感器的安装气隙增加到原来的2倍左右。使用该传感器，模数为1的测量齿轮的安装气隙可达1.4毫米，大于传统模数为2的传感测量齿轮的安装气隙。对于新一代传感器，模数为2的齿轮安装气隙可以达到2.2 mm，同时新一代传感器大大提高了信号质量。面对相同的气隙波动和温度变化，新传感器的双通道信号比值和相移的稳定性是传统传感器的三倍。

此外，虽然新传感器的电路复杂，但其MTBF值高于传统传感器。新传感器不仅比原来的传感器提供更高的信号精度，而且比原来的传感器具有更好的信号可用性。