速度傳感器采集電路設計

馬春浩 李鵬飛

（1.中車青島四方車輛研究所有限公司制動事業部，山東 青島 266031；2.青島地鐵集團有限公司，山東 青島 266031）

1 電流型速度傳感器信號采集電路

電流型速度傳感器是有源型速度傳感器，需要防滑控制主機給速度傳感器提供DC15 V 電源。速度傳感器的輸出頻率為0 kHz～12 kHz，測量速度為0 km/h～600 km/h，能夠滿足城軌、機車、客車以及動車組等軌道交通列車的使用需求，是軌道交通行業應用最廣泛的速度傳感器，其具有以下5 個優點：1） 能檢測零速度和超低頻。2） 輸出信號的電壓幅度不隨頻率的變化而改變。3） 信號可以直接接到大多數電子電路上。4） 抗干擾能力強。5） 構造簡單、堅固、體積小且耐沖擊。

電流型速度傳感器的工作原理也決定了它的缺點：1）不能單獨工作，需要配備一個電流信號激發設備。2）傳感器與后續電路進行連接時，如果輸出電壓過低，則需要多次使用信號放大器進行的逐級放大。3）鑒于其傳感器的輸出特性，實測的數據與真實的數據存在一定的誤差。

速度傳感器產生恒常的、高低不一的瞬態電脈沖（通常低電頻信號為7 mA，高電頻信號為14 mA），以表示ON/OFF狀態，傳感器輸出的曲線如圖1 所示。

圖1 電流型速度傳感器輸出特性曲線

在設計采樣電路時，先通過采樣電阻將電流脈沖信號轉換成電壓脈沖，經過RC 濾波器后再進入比較器。電流脈沖信號轉換成電壓脈沖的原因為是比較器是將一個模擬電壓信號與一個基準電壓進行比較的電路。取其較大值作為比較器激活信號，如果模擬電壓信號比基準電壓信號大，則輸出為二進制信號的1，即通路或輸出高電位，反之則輸出為0 或低電位。……