中低速磁浮列车是一种车辆与轨道无接触悬浮运行的新型交通工具。这种无接触悬浮运行,主要依靠悬浮控制器通过悬浮传感器实时检测悬浮间隙来调节电磁铁的电磁吸力来实现。悬浮系统实现稳定可靠悬浮状态的基本条件就是悬浮传感器首先必须能够为控制系统提供可靠、准确的间隙和加速度信号。而悬浮传感器露天安装在电磁铁端部,处于磁浮轨道的下方,时刻经受着各种电磁骚扰、振动冲击以及大范围的温度变化等复杂环境的影响,失效或存在故障的可能性大。为了实现悬浮控制系统的稳定、安全运行,悬浮传感器作为一种电子设备,必须要在其基本功能的基础上,针对复杂环境应用条件重点开展设计,分析并提升其可靠性。针对以上目标,本文在分析传感器可靠性基础上,重点展开了复杂电磁、振动、温度等环境条件下的应用设计研究,主要内容及结论包括:1.运用可靠性设计理论,详细地剖析了悬浮传感器系统各功能模块,计算了悬浮传感器的固有可靠性;对悬浮传感器进行了故障模式影响分析,指出了悬浮传感器可能出现的故障和潜在缺陷。2.通过理论模态分析方法对悬浮传感器进行了模态分析,获得了悬浮传感器的固有模态及振型,结合共振扫频试验,确定了悬浮传感器的共振频率点;根据悬浮传感器的实际工况,设计了相关试验验证传感器悬臂结构对探头输出的影响,试验结果表明在正常振动工况下悬臂结构对传感器的正常输出没有影响。3.分析了悬浮传感器的电磁环境,结合传感器在实际运行时的工况,确定了传感器应达到的抗电磁干扰技术指标;采用通用的地线设计和屏蔽措施同时加强了电源和信号通道的抗干扰设计,提高了悬浮传感器对浪涌冲击、脉冲群等干扰的抗扰能力;实施并通过了电磁兼容试验,证明了设计的有效性。4.应用有限元分析软件对传感器系统进行热力学建模,基于热力学模型仿真分析,计算了悬浮传感器数字板的温度场分布,确定了数字板电路设计的合理性;针对悬浮传感器工况下温度场变化较大的实际情况,综合对比传统的温度补偿方法,提出了一种基于软件算法的温度补偿方法,并通过试验验证了此种温度补偿方法的有效性。本文按照悬浮传感器的可靠性建模及分析、振动分析、电磁兼容设计和热分析及温度补偿的顺序依次展开,部分研究成果已经用于中低速磁浮列车悬浮传感器,对悬浮传感器的可靠性提升起到了显著作用。