專利名稱：便攜式軌道過渡電阻測試裝置的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及便攜式軌道過渡電阻測試裝置，尤其適用于鐵路、地鐵、輕軌過渡電阻的測量。
二背景技術(shù)：
目前，軌道過渡電阻測量是在機車停運時，人工使用搖表在軌道的不同測試點分別測試，記錄各個點的測試數(shù)據(jù)，最后根據(jù)計算公式計算出軌道過渡電阻。這種傳統(tǒng)的測試方法存在的弊端是測試工作量大、精度差。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的是提供一種測試簡便、省時省力、精度高的便攜式軌道過渡電阻測試裝置。
本實用新型便攜式軌道過渡電阻測試裝置，它由單片機控制的可調(diào)整電流電壓的恒流電源，二個裝有單片機的可測量10m軌間電壓和軌道電流的測量裝置，一個控制顯示裝置幾部分組成?？烧{(diào)整電流電壓的恒流電源向軌道提供可以事先設(shè)定電壓和電流的直流恒流電源，控制顯示裝置和二個測量10m軌間電壓和軌道電流的測量裝置之間的數(shù)據(jù)信息交換是通過無線數(shù)字串行通訊方式進行?？烧{(diào)電壓和電流的裝置采用單片機端口與一場效應(yīng)管驅(qū)動器的輸入端口相連，場效應(yīng)管驅(qū)動器的LO端口與場效應(yīng)管IRFP250(Q1)的柵極相連，場效應(yīng)管的漏極與一電感一端相連，電感的另一端與兩只電容相連，并同三只電阻R2、R3、R4的公共點相連，場效應(yīng)管的源極與電源相連，兩只電容的另一端與地相連，三只電阻與一放大器的輸入端并聯(lián)，放大器的輸出端與單片機的一個模擬量輸入口相連。單片機通過采樣兩只電阻上電壓值的監(jiān)控，來判斷外部電流是否為設(shè)定的電流。測量10m軌間電壓和軌道電流的測量裝置的單片機為ATMEGA8(IC5)，軌道電流信號的接線與差動運算放大器的輸入端連接，運算放大器的輸出接入單片機的A/D轉(zhuǎn)換器輸入口，一個電阻與放大器的RG管腳相連，用于改變運算放大器的放大倍數(shù)。軌間電壓信號接到電阻R7和R8的一端，電阻R7和R8的另一端短接，電阻R7的兩端與差動運算放大器AD620(IC7)的+IN和-IN連接，運算放大器IC7的輸出接入單片機IC5的AD轉(zhuǎn)換器輸入口ADC0/PC0，電阻R6接到放大器(IC7)的兩RG管腳，單片機與無線收發(fā)模塊(IC4)連接。單片機IC5與無線收發(fā)模塊(IC4)連接，用于接收控制顯示裝置發(fā)出的測試控制命令以及傳送測試結(jié)果控制顯示裝置(4)的單片機為(IC8)，單片機IC8與鍵盤與數(shù)碼管顯示接口芯片(IC10)連接，鍵盤與數(shù)碼管顯示接口芯片IC10連接5位數(shù)碼管IC11和8位鍵盤IC12，分別用于顯示測量結(jié)果數(shù)據(jù)和輸入操作命令。單片機IC8與無線收發(fā)模塊(IC9)連接，用于向測量裝置發(fā)出的測試控制命令，并接收測試數(shù)據(jù)。
本實用新型便攜式軌道過渡電阻測試裝置，完全拋棄了傳統(tǒng)軌道過渡電阻測量時采用的測試方法，不需要使用搖表人工測量各個測試點的數(shù)據(jù)，只需在現(xiàn)場安裝好本測試裝置，完全通過控制顯示器來控制測量，測量結(jié)果直接顯示，通過蓄電池供電，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，測量精度高，攜帶方便，整個測試過程不需要人工干預(yù)，使得測試過程非常方便，減小了測試工作量，提高了測試效率，同時使測試精度大大提高，具有廣泛的實用性。
四

圖1是本實用新型測試系統(tǒng)原理圖。
圖2是可調(diào)整電流電壓的恒流電源電路原理圖。
圖3是測量10m軌間電壓和軌道電流的測量裝置電路原理圖。
圖4是控制顯示裝置電路原理圖。
五具體實施方式
下面將結(jié)合附圖中的一個實施例對實用新型作進一步的描述本實用新型便攜式軌道過渡電阻測試裝置，如圖1所示，裝置1為電壓和電流可調(diào)的恒流源，其電流輸出連接到軌道A、B兩端，裝置2為可測量10m軌間電壓和軌道電流的測量裝置，測量時軌間電壓連接到軌道一側(cè)的C、E兩端、軌道電流連接到軌道一側(cè)的C、D兩端，C、D兩端的距離相隔10m，裝置3為可測量10m軌間電壓和軌道電流的測量裝置，軌間電壓連接到軌道一側(cè)的F、H兩端、軌道電流連接到軌道一側(cè)的F、G兩端，F(xiàn)、G兩端的距離相隔10m，裝置4為控制顯示裝置，測量時操作者拿在手中。圖2所示可調(diào)電壓和電流的裝置的電源由蓄電池提供，為了達到輸出恒電流的目的，系統(tǒng)采用單片機IC1 ATMEGA8的OC1A/PB1端口輸出PWM脈寬可變的方波，通過場效應(yīng)管驅(qū)動器IC2 IR2110驅(qū)動場效應(yīng)管Q1 IRFP250的通斷，然后通過電感L1和電容C3和C4濾波變成恒定的直流電源。通過對采樣電阻R3和R4上電壓值的監(jiān)控，來判斷外部電流是否為設(shè)定的電流，一旦外部的電流發(fā)生變化，ATMEGA8單片機輸出的PWM也發(fā)生變化，以此補償外部負載的波動造成的電流不穩(wěn)定，形成一個閉環(huán)控制的恒流源。P1為蓄電池電源的輸入端子，直流電源輸入后，經(jīng)過電容C1和C2濾波，通過場效應(yīng)管IRFP250后變成方波信號，場效應(yīng)管的控制端接場效應(yīng)管驅(qū)動器IC2的LO腳，方波信號經(jīng)過L1，C3和C4濾波后變成恒定直流信號，通過接線端子P2輸出，二極管D1的作用是為反向電流提供通路以保證電路板能夠安全正常工作。電阻R3和R4將輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓，電壓信號經(jīng)過運算放大器IC3 LM358和電阻R2、可調(diào)電阻R1構(gòu)成的放大電路放大后，進入單片機IC1的AD轉(zhuǎn)換器的輸入腳ADC0/PC0，進行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，從而可知輸出電流的大小。將檢測到的電流值與預(yù)先設(shè)定的電流值相比較，單片機IC1調(diào)整輸出的PWM信號，通過管腳OC1A/PB1輸出，接入經(jīng)過場效應(yīng)管驅(qū)動器IC2的LIN腳，其輸出腳LO輸出調(diào)整的PWM信號對場效應(yīng)管進行控制，實現(xiàn)恒定的電流控制。圖3所示10m軌道電流信號通過測量10m軌道的電壓，除以10m軌道的標(biāo)準(zhǔn)電阻得到，10m軌道的電壓信號接入接線端子P3，P3分別接入運算放大器IC6AD620的輸入端+IN和-IN，將小信號進行差動放大，可調(diào)電阻R5用于調(diào)整差動放大器的放大倍數(shù)，運算放大器IC6的輸出腳OUT接入單片機IC5 ATMEGA8的AD轉(zhuǎn)換器輸入腳ADC1/PC1，單片機IC5對信號進行采樣并進行AD轉(zhuǎn)換。10m軌道之間的電壓測量是通過電阻R7和R8分壓后，電阻R7兩端信號直接進入運算放大器IC7 AD620的輸入端+IN和-IN，信號經(jīng)過差動放大，運算放大器IC7的輸出腳OUT接入單片機IC5的AD轉(zhuǎn)換器輸入腳ADC0/PC0，單片機通過程序控制，實現(xiàn)信號的采樣和模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。單片機IC5與無線收發(fā)模塊IC4 PTR2000連接，單片機IC5的PC6/RESET、PD0/RXD和PD1/TXD腳分別與無線收發(fā)模塊IC4的CS、DO和DI連接，分別實現(xiàn)片選和串行數(shù)據(jù)交換，單片機IC5的PD7腳與無線收發(fā)模塊IC4的TXEN連接，用于控制無線收發(fā)模塊的收與發(fā)，最終實現(xiàn)接收控制顯示裝置發(fā)出的測試控制命令以及傳送測試結(jié)果。圖4所示控制顯示裝置使用的單片機為IC8 ATMEGA8，單片機IC8與無線收發(fā)模塊IC9 PTR2000連接，單片機IC8通過無線收發(fā)模塊IC9向10m軌間電壓和軌道電流的測量裝置發(fā)送測試命令，同時接收測量數(shù)據(jù)。單片機IC8的PC6/RESET、PD0/RXD和PD1/TXD腳分別與無線收發(fā)模塊IC9的CS、DO和DI連接，分別實現(xiàn)片選和串行數(shù)據(jù)交換，單片機IC8的PD7腳與無線收發(fā)模塊IC9的TXEN連接，用于控制無線收發(fā)模塊的收與發(fā)，使用者測量操作以及參數(shù)的輸入通過鍵盤來進行，操作命令提示以及測量結(jié)果通過數(shù)碼管顯示，單片機IC8與鍵盤與數(shù)碼管顯示接口芯片IC10CH451連接，單片機IC8的ADC0/PC0、ADC1/PC1、ADC2/PC2和ADC3/PC3分別與接口芯片IC10的DCLK、DIN、LOAD和DOUT連接，進行顯示和鍵盤數(shù)據(jù)的交換。鍵盤與數(shù)碼管顯示接口芯片IC10的管腳SEG0、SEG1、SEG2、SEG3、SEG4、SEG5、SEG6、SEG7分別與數(shù)碼管的段碼a、b、c、d、e、f、g、h、dp以及2×8鍵盤矩陣的行線S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7連接，接口芯片IC10的管腳DIG0、DIG1、DIG2、DIG3和DIG4與5位數(shù)碼管的位碼DO、D1、D2、D3、D4連接，接口芯片IC10的管腳DIG0、DIG1與2×8鍵盤矩陣的列線D0、D1連接，鍵盤與數(shù)碼管顯示接口芯片從鍵盤讀取鍵值信號并把譯碼好的數(shù)碼顯示信號送往數(shù)碼管顯示。
權(quán)利要求1.一種便攜式軌道過渡電阻測試裝置，其特征在于它由單片機控制的可調(diào)整電流電壓的恒流電源(1)，二個裝有單片機的可測量10m軌間電壓和軌道電流的測量裝置(2)和(3)，一個控制顯示裝置(4)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式軌道過渡電阻測試裝置，其特征在于可調(diào)電壓和電流的裝置(1)采用單片機ATMEGA8(IC1)的OC1A/PB1端口與場效應(yīng)管驅(qū)動器IR2110(IC2)的LIN端口相連，IR2110(IC2)的L0端口與場效應(yīng)管IRFP250(Q1)的柵極相連，場效應(yīng)管IRFP250(Q1)的漏極與電感L1一端相連，其另一端與電容C3和C4相連與電阻R3、R4的公共點相連，場效應(yīng)管IRFP250(Q1)的源極與電源VCC相連，電容C3和C4與地相連，電阻R3、R4的兩端與放大器LM325的輸入端+IN和-IN并聯(lián)，放大器LM325的輸出端與單片機ATMEGA8(IC1)的ADC0/PC0相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式軌道過渡電阻測試裝置，其特征在于測量10m軌間電壓和軌道電流的測量裝置(2)和(3)的單片機為ATMEGA8(IC5)，軌道電流信號的接線與差動運算放大器AD620(IC6)的+IN和-IN連接，運算放大器(IC6)的輸出接入單片機IC5的AD轉(zhuǎn)換器輸入口ADC1/PC1，R5與AD620(IC6)的1和8腳相連，軌間電壓信號接到電阻R7和R8的一端，電阻R7和R8的另一端短接，電阻R7的兩端與差動運算放大器AD620(IC7)的+IN和-IN連接，運算放大器IC7的輸出接入單片機IC5的AD轉(zhuǎn)換器輸入口ADC0/PC0，電阻R6接到AD620(IC7)的1和8腳，單片機IC5與無線收發(fā)模塊PTR2000(IC4)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式軌道過渡電阻測試裝置，其特征在于控制顯示裝置(4)的單片機為ATMEGA8(IC8)，單片機IC8與鍵盤與數(shù)碼管顯示接口芯片CH451(IC10)連接，鍵盤與數(shù)碼管顯示接口芯片IC10連接5位數(shù)碼管IC11和8位鍵盤IC12，分別用于顯示測量結(jié)果數(shù)據(jù)和輸入操作命令，單片機IC8與無線收發(fā)模塊PTR2000(IC9)連接。
專利摘要一種便攜式軌道過渡電阻測試裝置，由單片機控制的可調(diào)整電流電壓的恒流電源，二個裝有單片機的可測量軌道電壓和軌道電流的測量裝置，一個控制顯示裝置幾部分連接組成?？刂骑@示裝置和二個測量軌道電壓和軌道電流的測量裝置之間的數(shù)據(jù)信息交換是通過無線數(shù)字串行通訊方式進行。測量時，控制顯示裝置向測試裝置發(fā)送測試指令，測試裝置在收到測試指令后開始測量，測量結(jié)束后再把測試結(jié)果發(fā)送回控制顯示裝置進行數(shù)據(jù)處理，計算得到過渡電阻值并直接顯示，其結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，容易操作，測量精度高，具有廣泛的實用性。
文檔編號B61K9/00GK2852145SQ200520078199
公開日2006年12月27日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者李威, 王禹橋, 李高鵬 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)