列車測速

輪軸脈衝轉速傳感器

轉速傳感器的種類很多，有磁電式、光電式、離心式
、霍爾式等轉速傳感器。其中輪軸脈衝轉速傳感器在高速鐵路中應用較為廣泛。輪軸脈衝轉速傳感器測速的基本工作原理：利用車輪的周長作為“尺子”測量列車走行距離

，根據所測距離測算列車運行速度
，其基本公式為：
V=πDn/3.6
式中，π=3.14
，D為車輪直徑，n為車輪轉速。

從(cong)上(shang)式(shi)可(ke)知(zhi)
，測(ce)量(liang)列(lie)車(che)速(su)度(du)就(jiu)是(shi)檢(jian)測(ce)列(lie)車(che)車(che)輪(lun)轉(zhuan)速(su)和(he)列(lie)車(che)輪(lun)徑(jing)。脈(mai)衝(chong)轉(zhuan)速(su)傳(chuan)感(gan)器(qi)安(an)裝(zhuang)在(zai)輪(lun)軸(zhou)上(shang)

，輪(lun)軸(zhou)每(mei)轉(zhuan)動(dong)一(yi)周(zhou)，傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)出(chu)一(yi)定(ding)數(shu)目(mu)的(de)脈(mai)衝(chong)，使(shi)脈(mai)衝(chong)頻(pin)率(lv)與(yu)輪(lun)軸(zhou)轉(zhuan)速(su)成(cheng)正(zheng)比(bi)。輸(shu)出(chu)的(de)脈(mai)衝(chong)經(jing)隔(ge)離(li)和(he)整(zheng)形(xing)後(hou)直(zhi)接(jie)輸(shu)入(ru)計(ji)算(suan)機(ji)CPU進行頻率測量，再經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。

圖1：脈衝轉速傳感器原理框圖

慣性加速度傳感器

加jia速su度du傳chuan感gan器qi是shi一yi種zhong能neng夠gou測ce量liang加jia速su力li的de電dian子zi設she備bei。加jia速su力li是shi物wu體ti在zai加jia速su過guo程cheng中zhong作zuo用yong在zai物wu體ti上shang的de力li，可ke以yi是shi常chang量liang或huo變bian量liang。一yi般ban加jia速su度du傳chuan感gan器qi根gen據ju壓ya電dian效xiao應ying原yuan理li工gong作zuo，加jia速su度du傳chuan感gan器qi利li用yong其qi內nei部bu由you於yu加jia速su度du造zao成cheng的de晶jing體ti變bian形xing產chan生sheng電dian壓ya，隻zhi要yao計ji算suan出chu產chan生sheng的de電dian壓ya和he所suo施shi加jia的de加jia速su度du之zhi間jian的de關guan係xi
，就jiu可ke將jiang加jia速su度du轉zhuan化hua成cheng電dian壓ya輸shu出chu。還hai有you很hen多duo其qi他ta方fang法fa製zhi作zuo加jia速su度du傳chuan感gan器qi，如ru電dian容rong效xiao應ying
、熱氣泡效應
、光效應，但其最基本的原理都是由於加速度使某種介質產生變形，通過測量其變形量並用相關電路轉化成電壓輸出。

輪軸脈衝轉速傳感器也存在一定缺陷：jichelunkongzhuanhuodahuahuishiliechesududeceliangjieguocunzaiwucha，weijiejuecileiwenti
，zailiechechezhoushangjiazhuangyigejiasuduchuanganqi，peihemaichongzhuansuchuanganqishiyong。gaifangshigongzuoyuanli：在zai列lie車che打da滑hua期qi間jian
，把ba機ji車che的de內nei加jia速su度du作zuo為wei測ce速su的de信xin息xi源yuan，該gai信xin息xi與yu車che輪lun旋xuan轉zhuan的de狀zhuang態tai等deng信xin息xi不bu相xiang關guan，而er在zai其qi餘yu工gong作zuo時shi間jian仍reng用yong輪lun軸zhou脈mai衝chong傳chuan感gan器qi測ce速su
，所suo以yi該gai方fang式shi稱cheng為wei基ji於yu慣guan性xing加jia速su度du傳chuan感gan器qi的de測ce速su。在zai車che輪lun打da滑hua時shi

，由you加jia速su度du傳chuan感gan器qi測ce得de加jia速su度du及ji車che輪lun打da滑hua前qian加jia速su度du的de傾qing斜xie分fen量liang，而er計ji算suan出chu車che輪lun打da滑hua時shi的de列lie車che運yun行xing加jia速su度du
，再zai將jiang該gai值zhi積ji分fen即ji得de車che輪lun打da滑hua時shi列lie車che實shi時shi運yun行xing的de速su度du。具ju體ti原yuan理li如ru圖tu2所示。

圖2：加速度傳感器測速原理

列車定位

在高速列車運行過程中
，能否準確及時地獲得列車位置信息是列車安全有效運行的保障。

相對傳感器

相對傳感器是根據預先確定的或先前測量的距離、位置等信息所安裝的一種設備。該方式目前由輪軸傳感器實現。其工作原理：將傳感器輸出頻率與輪軸轉速成正比的脈衝信號，通過對頻率進行一係列換算先得出速度
，再由速度對時間進行積分得到距離。

地麵傳感器

xiangduichuanganqizaigongzuoshibixushouxianquedingqixiangduiyudadidejueduiweizhihequxiang。weici，zaidimianshidangweizhibixujiazhuangdimianchuanganqi，suchengxinbiao。dangjichetongguoshi
，cheshangganyingqijieshoudaodimianchuanganqitigongdejueduiweizhixinxi
，shiliecheduijulixinxijinxinggengxin

，dedaoxindechushiweizhi，congerkefulexiangduichuanganqidewuchaquexian。

絕對傳感器

youyuxiangduichuanganqigongzuodejuxianxing，jueduichuanganqichengweiweilaigaosutieluyunxingzhongliechedingweidezhuliujishu。jueduichuanganqikezhijietigongjueduiweizhihequxiangxinxi
，jinershixianliechedecejudingwei。

結束語

通過以上論述表明
，利用傳感器進行測速和定位方法簡單、經濟實用，測量數據誤差在規定範同
，岡而傳感器在高速鐵路的應用較廣

，是目前應用的主導產品。現已出現的GPS移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)和(he)衛(wei)星(xing)定(ding)位(wei)技(ji)術(shu)方(fang)式(shi)就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)外(wai)加(jia)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)直(zhi)接(jie)獲(huo)取(qu)列(lie)車(che)的(de)位(wei)置(zhi)和(he)速(su)度(du)信(xin)息(xi)來(lai)實(shi)現(xian)測(ce)速(su)和(he)定(ding)位(wei)的(de)
，但(dan)該(gai)方(fang)式(shi)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)受(shou)到(dao)一(yi)些(xie)因(yin)素(su)的(de)製(zhi)約(yue)，暫(zan)時(shi)尚(shang)未(wei)推(tui)廣(guang)。但(dan)隨(sui)著(zhe)其(qi)技(ji)術(shu)成(cheng)熟(shu)，移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)
、衛星定位在高速鐵路的應用前景將更為廣闊。