[发明专利]一种悬浮传感器间隙测量幅频响应测试系统及测试方法

说明书

本发明的测试方法简单，易于操作，且测试准确度高；基于本方法很容易构建自动化测试系统；将数据采集单元增加电子开关、DDS模块和功放模块，取代系统中的选择开关、示波器和信号发生器，线圈模块输出最终连接到FPGA模块，由FPGA模块对工作频率进行测量，通过电子开关切换，FPGA模块控制DDS模块输出所需正弦波经功放模块放大后接入线圈模块，所有的控制在FPGA程序中执行，这也是本系统的优选实施例。

技术领域

本发明涉及电涡流位移传感器技术领域，尤其涉及一种悬浮传感器间隙测量幅频响应测试系统及测试方法。

背景技术

磁浮列车悬浮传感器间隙测量采用电涡流位移传感器技术，不受雨水、灰尘的影响。典型的悬浮传感器重量约2.5kg，间隙测量量程达20mm，幅频响应带宽达0～1000Hz以上。计算频率1000Hz、振幅2mm条件下的正弦振动加速度值约为4024g。一般电涡流位移传感器幅频响应测试可通过在电磁振动台上振动测试完成。但要在电磁振动台进行悬浮传感器以上参数的振动测试，非常困难。因此，悬浮传感器间隙测量的幅频响应技术指标，是通过电路设计达到和制造过程中电路实验验证的，目前对生产后的成品进行幅频响应测试没有好的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种测试系统与方法，能够对悬浮传感器间隙测量幅频响应进行测试，操作简单，测试成本低。本方法还适用于所有它激式电涡流位移传感器的幅频响应测试。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种悬浮传感器间隙测量幅频响应测试系统，包括工作频率测量与信号激励单元、悬浮传感器、数据采集单元、直流电源和上位机，其中：

所述工作频率测量与信号激励单元与所述悬浮传感器通过电磁信号连接；所述数据采集单元分别与所述悬浮传感器和上位机电连接，所述上位机读取所述悬浮传感器测量输出信号；所述直流电源与所述数据采集单元连接；

所述悬浮传感器用于测量磁浮列车的悬浮间隙，如高速磁浮列车长定子表面与电磁铁之间的间隙，中低速磁浮列车电磁铁磁极表面与F轨之间的间隙，所述悬浮传感器有多个间隙测量通道；

所述工作频率测量与信号激励单元包括线圈模块、选择开关、示波器和信号发生器，所述线圈模块通过选择开关连接示波器或信号发生器；所述信号发生器输出电信号激励线圈模块，所述示波器测量线圈模块输出的电压波形频率；

所述数据采集单元至少包括RS485模块、FPGA模块和通信模块，所述RS485模块的输入端与所述悬浮传感器的输出端连接，所述RS485模块输出端与所述FPGA模块的输入端连接，所述FPGA模块输出端连接到通信模块，所述通信模块将采集的悬浮传感器测量输出信号发送给上位机。

优选地，所述悬浮传感器内设置有间隙测量线圈，所述间隙测量线圈以恒定频率工作，产生一个恒频等幅正弦波，其频率为fa。

优选地，所述线圈模块平行贴近所述间隙测量线圈，当所述间隙测量线圈工作时，所述线圈模块感应输出电压并通过所述示波器测量输出电压波形的频率。

优选地，所述线圈模块包括电磁线圈、并联电容和串联电阻，所述并联电容与电磁线圈并联后再与所述串联电阻进行串联；电容与电磁线圈的谐振频率大于所述间隙测量线圈的工作频率；所述串联电阻用于信号发生器过载保护。

优选地，所述选择开关为单刀双掷型开关。

优选地，所述数据采集单元还包括电源模块，所述电源模块分别与所述RS485模块、FPGA模块、通信模块以及悬浮传感器连接用以提供工作电源。

优选地，所述RS485模块接收所述悬浮传感器的输出信号并对输出信号进行电平转换；所述FPGA模块对于对电平转换后的信号进行解码。

优选地，所述直流电源为24V。