2 列車測速

    2.1 輪軸脈沖轉速傳感器

    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。其中輪軸脈沖轉速傳感器在高速鐵路中應用較為廣泛。輪軸脈沖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。

    從上式可知，測量列車速度就是檢測列車車輪轉速和列車輪徑。脈沖轉速傳感器安裝在輪軸上，輪軸每轉動一周，傳感器輸出一定數目的脈沖，使脈沖頻率與輪軸轉速成正比。輸出的脈沖經隔離和整形后直接輸入計算機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。

    2.2 慣性加速度傳感器

    加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備。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壓電效應原理工作，加速度傳感器利用其內部由于加速度造成的晶體變形產生電壓，只要計算出產生的電壓和所施加的加速度之間的關系，就可將加速度轉化成電壓輸出。還有很多其他方法制作加速度傳感器，如電容效應、熱氣泡效應、光效應，但其 基本的原理都是由于加速度使某種介質產生變形，通過測量其變形量并用相關電路轉化成電壓輸出。

    輪軸脈沖轉速傳感器也存在一定缺陷：即車輪空轉或打滑會使列車速度的測量結果存在誤差，為解決此類問題，在列車車軸上加裝一個加速度傳感器，配合脈沖轉速傳感器使用。該方式工作原理：在列車打滑期間，把機車的內加速度作為測速的信息源，該信息與車輪旋轉的狀態等信息不相關，而在其余工作時間仍用輪軸脈沖傳感器測速，所以該方式稱為基于慣性加速度傳感器的測速。在車輪打滑時，由加速度傳感器測得加速度及車輪打滑前加速度的傾斜分量，而計算出車輪打滑時的列車運行加速度，再將該值積分即得車輪打滑時列車實時運行的速度。具體原理如圖2所示。

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