铁路信号集中监测设备的综合校验台的制作方法

1.本发明涉及铁路信号设备系统领域，特别涉及一种铁路信号集中监测设备的综合校验台。


背景技术：

2.随着现代技术的快速发展，轨道交通系统对硬件系统的功能测试的可靠性、稳定性、准确率和覆盖率的要求越来越高。然而，现有的铁路信号集中监测设备的硬件测试方法无法实现对被测传感器的自动化测试，存在功能测试效率低，并且准确性差的问题。
3.因此，有必要提供一种铁路信号集中监测设备的测试设备，满足测试效率高和准确性好的要求。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种铁路信号集中监测设备的综合校验台，可用于对铁路信号集中监测的各种设备进行集中测试，通过程控计算机驱动综合校验台快速完成测试并得到测试数据，满足测试效率高和准确性好的要求。
5.为实现上述目的和其他相关目的，本发明提供了一种铁路信号集中监测设备的综合校验台，其特征在于，包括三相交流标准功率源、单相宽频标准功率源、直流标准功率源、智能开关切换矩阵模块、输出组g1、输出组g2、通信控制模块和程控计算机；
6.所述程控计算机，用于向所述通信控制模块发送操作指令和控制指令；
7.所述通信控制模块，用于向所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源和所述直流标准功率源发送所述操作指令，以及向所述智能开关切换矩阵模块发送控制指令；
8.所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源和所述直流标准功率源，用于根据操作指令发出各种功率信号，并输出给所述智能开关切换矩阵模块；
9.所述智能开关切换矩阵模块，用于根据所述控制指令，基于各种功率信号生成各种专用信号并发送给所述输出组g1，和/或生成常规信号并发送给所述输出组g2；
10.所述输出组g1，用于将所述专用信号发送给对应的专用传感器，以测试所述专用传感器，并将所述专用传感器被测后的回读信号发送给所述通信控制模块；
11.所述输出组g2，用于将所述常规信号发送给常规器件，以测试所述常规器件，所述常规器件指除了所述专用传感器之外的器件，并将所述常规器件被测后的回读信号发送给所述通信控制模块；
12.所述通信控制模块，还用于将所述输出组g1和所述输出组g2发送的回读信号传输至所述程控计算机。
13.优选地，还包括测控台，所述测控台与所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源、所述直流标准功率源和所述通信控制模块相连，所述测控台用于控制所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源和所述直流标准功率源发出各种功率信号，所
述程控计算机可通过所述通信控制模块控制所述测控台。
14.优选地，所述测控台还用于设定所述专用信号和所述常规信号，所述专用信号的设定内容包括：电压、电流、相位、频率、供电电源、开关量电压、开关量控制；所述常规信号的设定内容包括：电压、电流、相位、相序、频率、功率、谐波、量程、功率因数。
15.优选地，所述程控计算机还用于设置专用传感器，设置内容包括大小分类、采样速率、间隔时间、量程、主频设置，以及电压、电流、开关量、低频输出和采集设置。
16.优选地，所述程控计算机基于所述设置内容进行专用传感器的测试，并显示实时值。
17.优选地，所述程控计算机还用于基于所述实时值绘制并显示各种曲线，所述各种曲线包括：屏蔽门曲线、计轴磁头电压曲线、高压脉冲曲线、多特征电压曲线、zd7型道岔曲线、ej型道岔曲线、交流道岔曲线、外电网曲线和半自闭电流电压曲线。
18.优选地，所述程控计算机还用于进行can口设置、com口启动、专用传感器上电、can口启动和关闭程序。
19.优选地，所述测控台为触摸屏，用于显示所述各种功率信号的信息。
20.优选地，所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源和所述直流标准功率源均包括：数字信号处理模块、模拟信号控制模块、电流/压输出模块和保护电路模块；
21.所述数字信号处理模块包括微处理器cpu、储存器rom、时钟基准clk和锁相环pll，所述微处理器cpu用于指令的读取与执行、数据的分析与运算、传递信息给逻辑器件和存储器件；所述储存器rom用于存储软件程序和过程数据信息；所述时钟基准clk用于提供高稳时钟信号；所述锁相环pll用于控制相位；
22.所述模拟信号控制模块包括逻辑门阵列、数模转换器、模数转换器和参考电压基准单元，所述逻辑门阵列用于对系统内的各个单元进行逻辑控制，所述数模转换器用于实现数字量转换为模拟量，所述模数转换器用于实现模拟量转换为数字量，所述参考电压基准单元用于提供参考电压，以驱动所述数模转换器和所述模数转换器工作；
23.所述电流/电压输出模块包括运算放大器、功率放大器和采样电阻，所述运算放大器用于对信号进行调理，所述功率放大器用于放大信号功率，所述采样电阻用于对信号进行采样和反馈测量；
24.所述保护电路模块用于电压开路检测与保护、电流短路检测与保护以及过载检测与保护。
25.优选地，所述三相交流标准功率源用于输出准确度为0.05级的范围为10v～660v的三相交流电压、范围为30ma～12a的三相交流电流和范围为25hz～70hz的三相交流功率标准信号，且三相电量的幅值和相位均独立可调，输出具有第四路0.05级50v的交流工频电压输出，以及生成第2～21次幅度和相位均可调的谐波。
26.优选地，所述单相宽频标准功率源用于输出准确度为0.05级的范围为10v～220v的宽频交流电压、范围为0ma～6a的宽频交流电流和范围为10hz～3khz的宽频交流功率标准信号。
27.优选地，所述直流标准功率源用于输出准确度为0.05级的范围为
±
5v～
±
6v的直流电压、范围为
±
0ma～
±
12a的直流电流和范围为
±
5v～
±
55v直流功率标准信号。
28.优选地，所述通信控制模块配置有标准rs232通信接口和can通信接口，所述标准
rs232通信接口与所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源、所述直流标准功率源和所述智能开关切换矩阵模块连接，所述can通信接口与所述程控计算机相连。
29.优选地，所述专用传感器至少包括：交直流智能电压传感器、交流电流采集传感器、直流电流采集传感器、移频接收电压传感器、三相功率传感器、外电网监测传感器和半闭移频驼峰采集传感器。
30.优选地，还包括系统供电电源，所述系统供电电源用于所述综合校验台自身各器件的供电。
31.优选地，还包括传感器供电电源，所述传感器供电电源与所述通信控制模块相连，具有通过所述通信控制模块的程控可调功能，以对传感器进行供电稳定性试验。
32.综上所述，由于铁路信号集中监测设备传感器众多，本发明提供的铁路信号集中监测设备的综合校验台可以自动地获取被测点的测试数据，灵活提供被测传感器所需测试信号，实现了对铁路信号集中监测设备传感器的精准快速功能测试，提高了测试效率，具备高可靠性、高灵活性、高准确性的特点。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明一实施例提供的铁路信号集中监测设备的综合校验台示意图。
35.图2为本发明一实施例提供的铁路信号集中监测设备的综合校验台中三种功率源的模块构成示意图。
具体实施方式
36.以下结合附图1、2和具体实施方式对本发明提出的作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
37.参阅图1，本发明一实施例提供了一种铁路信号集中监测设备的综合校验台，包括三相交流标准功率源、单相宽频标准功率源、直流标准功率源、智能开关切换矩阵模块、输出组g1、输出组g2、通信控制模块和程控计算机。所述程控计算机通过所述通信控制模块控制所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源和所述直流标准功率源发出各种功率信号；所述智能开关切换矩阵模块用于接收所述各种功率信号以及所述程控计算机通过所述通信控制模块发送给其的控制命令，所述控制命令控制所述智能开关切换矩阵模块发出基于所述各种功率信号的常规信号和/或各种专用信号；所述智能开关切换矩阵模块通
过所述输出组g1发送所述各种专用信号给对应的各种专用传感器，通过所述输出组g2发送所述常规信号给常规器件，用于测试所述各种专用传感器和所述常规器件；所述各种专用传感器和所述常规器件被测后的回读信号通过所述输出组g1和所述输出组g2发送给所述通信控制模块，再传输至所述程控计算机，从而完成对于所述各种专用传感器、所述常规器件的测试。该综合校验台可以自动地获取被测点的测试数据，灵活提供被测传感器所需测试信号，实现了对铁路信号集中监测设备传感器的精准快速功能测试。
38.在本实施例中，所述常规信号还可用于所述综合校验台设备自身的校验与溯源，即常规器件包括所述综合校验台设备自身，具体实现方式可参考现有技术，在此不做赘述。
39.在本实施例中，该综合校验台还可以包括测控台，所述测控台与所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源、所述直流标准功率源和所述通信控制模块相连，所述测控台用于控制所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源和所述直流标准功率源发出各种功率信号，所述程控计算机可通过所述通信控制模块控制所述测控台。此外，所述测控台为触摸屏，用于操控所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源和所述直流标准功率源发出各种功率信号，同时显示所述各种功率信号的信息。
40.最后，所述测控台上软件功能包括设定所述专用信号和所述常规信号，所述专用信号的设定内容包括：电压、电流、相位、频率、供电电源、开关量电压、开关量控制；所述常规信号的设定内容包括：电压、电流、相位、相序、频率、功率、谐波、量程、功率因数。
41.在本实施例中，如图2所示，本发明的三种标准功率源的设计原理如下：
42.所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源和所述直流标准功率源均包括：数字信号处理模块、模拟信号控制模块、电流/电压输出模块和保护电路模块；所述数字信号处理模块包括微处理器cpu、储存器rom、时钟基准clk和锁相环pll，所述微处理器cpu用于指令的读取与执行、数据的分析与运算、传递信息给逻辑器件和存储器件；所述存储器rom用于存储软件程序和过程数据信息；所述时钟基准clk用于提供高稳时钟信号；所述锁相环pll用于控制相位；所述模拟信号控制模块包括逻辑门阵列、数模转换器、模数转换器和参考电压基准单元，逻辑门阵列fpga对系统内的各个单元进行逻辑控制；数模转换器dac实现数字量转换为模拟量；参考电压基准ref提供参考电压，驱动dac和adc工作；模数转换器adc实现模拟量转换为数字量。所述电流/电压输出模块均包括运算放大器、功率放大器和采样电阻，运算放大器amp实现对信号进行调理；功率放大器pa输出功率信号，提高输出信号的负载能力；采样电阻res实现对输出信号进行采样和反馈测量。所述保护电路模块的电压开路u
‑
open实现电压开路检测与保护；电流短路i
‑
short实现电流短路检测与保护；过载overload实现过载检测与保护。
43.在本实施例中，所述三相交流标准功率源用于输出准确度为0.05级的范围为10v～660v的三相交流电压、范围为30ma～12a的三相交流电流和范围为25hz～70hz的三相交流功率标准信号，且三相电量的幅值和相位均独立可调，输出具有第四路0.05级50v的交流工频电压输出，以及生成第2～21次幅度和相位均可调的谐波。所述单相宽频标准功率源用于输出准确度为0.05级的范围为10v～220v的宽频交流电压、范围为0ma～6a的宽频交流电流和范围为10hz～3khz的宽频交流功率标准信号。所述直流标准功率源用于输出准确度为0.05级的范围为
±
5v～
±
6v的直流电压、范围为
±
0ma～
±
12a的直流电流和范围为
±
5v～
±
55v直流功率标准信号。
44.在本实施例中，所述通信控制模块配置有标准rs232通信接口和can通信接口，所述标准rs232通信接口与所述三相交流标准功率源、所述单相宽频标准功率源、所述直流标准功率源和所述智能开关切换矩阵模块连接，所述can通信接口与所述程控计算机相连。配置标准rs232通信接口便于与所述程控计算机组建自动测试系统；配置can通信接口，用于被测传感器所需信号输出。
45.在本实施例中，所述专用传感器至少包括：交直流智能电压传感器、交流电流采集传感器、直流电流采集传感器、移频接收电压传感器、三相功率传感器、外电网监测传感器和半闭移频驼峰采集传感器。
46.在本实施例中，还包括系统供电电源和传感器供电电源，所述系统供电电源用于所述综合校验台自身各器件的供电，所述传感器供电电源用于所述专用传感器和所述非专用传感器的供电，所述传感器供电电源2与所述通信控制模块相连，具有通过所述通信控制模块的程控可调功能，以对传感器进行供电稳定性试验。
47.在本实施例中，所述程控计算机上软件功能至少包括：can口设置、com口启动、专用传感器上电、can口启动、实时值测试、曲线测试、关闭程序；实时值测试功能包括大小分类、采样速率、间隔时间、量程、主频设置，电压、电流、开关量、低频等输出和采集测试；曲线测试功能包括屏蔽门曲线、计轴磁头电压曲线、高压脉冲曲线、多特征电压曲线、zd7型道岔曲线、ej型道岔曲线、交流道岔曲线、外电网曲线、半自闭电流电压曲线模拟信号生成。
48.本发明的优点在于可以自动地获取被测点的测试数据，灵活提供被测传感器所需测试信号，实现了对铁路信号集中监测设备传感器的精准快速功能测试，提高了测试效率，具备高可靠性、高灵活性、高准确性的特点。
49.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。