高温超导磁悬浮车高速运行时,必须实时检测运动速度作为车体运动控制依据。就此,本文详细介绍了速度测量仪的设计过程。 首先分析了各种测速方法,根据车体的运行环境,选择光电检测方式。光电检测是一种很有效的检测方式,可以屏蔽强磁场对传感器的干扰,且光的高速特性可以保证检测的实时性。 然后,提出了四种测速方案及其总体结构设计,考虑设计成本,选择车载反射式测速和地面直射式测速来实现。采用将检测信号转化为脉冲信号,比转化为数字信号更快更简洁,适宜于低功耗,低成本和小体积的设计。 车载测速仪由电源、传感器板、主板、通信板组成。车载传感器板通过硅光电池检测轨道标志的反射光信号,运放将信号放大并转换成电压信号,再通过脉冲整形转化为脉冲信号,实现了轨道标志的检测。主板对脉冲信号测量通过计算得到速度值。通信板主要是扩展单片机的串口为三个串口,使系统与外围设备实现RS232通信,485总线通信和无线通信。系统的通信都是基于串口中断服务程序,该程序实现了串口扩展芯片的驱动。 地面测速仪由电源、传感器阵列、主板、通信板组成,光源安装在车体上。地面沿轨道铺设光敏三极管,起光电开关的作用,将车载直射光信号转换为高电平信号,再通过主板脉冲整形电路转化为脉冲信号。地面主板对脉冲的测量与车载主板相似,地面通信板与车载通信板的设计也相近。 软件由动态显示模块、脉冲计数测速、脉冲捕获测速和系统通信组成。动态显示模块完成速度值的显示。软件实现了两种测速方式。一种是脉冲计数测速,另一种是脉冲捕获测速。 系统经过调试,能够正常工作。对车载测速仪,其有效作用距离为5mm-25mm,经模拟测试,若轨道检测标志间距以0.1m计算,测量速度范围为0-600Km/h,测量精度为±0.1m/s。