铁路轨道信号在线测试设备校验仪的制作方法

本技术涉及铁路轨道信号检测领域，尤其涉及铁路轨道信号在线测试设备校验仪。

背景技术：

1、被检轨道电路信号测试设备对补偿电容的测量是在线电压电流法，所以对被检设备的检定方法就是：检定系统(校验仪)对系统内置的标准补偿电容器施加确定频率的电压信号，被校设备测量其两端电压和通过电流，按电工学公式计算出其等效电容值并以电容容量值形式显示。

2、在现有方法中，经功率放大器输出的信号电压加到标准电阻r上，则信号电压ur，电流ir和标准电阻阻值rr符合交流电路欧姆定律关系，也就是说，被检测试设备是通过测得交流电压ur*，电流ir*，经换算，求得标准电阻的测量值，其中标准电阻的阻值是人为设定的，要求能够多档位变化,《规程》规定在0～1000ω间不少于5个点，即标准器内置不少于5个实体标准电阻器，但5点中间的标准电阻值无法提供，被检测试设备测得交流电压uc*，电流ic*通过换算，可以求得标准补偿电容的测量值，实体标准补偿电容器，其制造工艺远比标准电阻器复杂，而精度难以提高，体积笨重，价格昂贵，自然只能提供几个固定测试点的值，测试点之间的电容值无法提供，如果被检测试设备在2点之间的线性度不良，实际上是无法检定的。

3、鉴于以上所述，在用标准电压电流信号直接模拟标准补偿电容在线工作状态，其输出精度远远超过依靠制造工艺保证的实体标准补偿电容器，所提供的采样点电容值不可以无接点连续变化，无法进行实现自动化检测，而且需要对实体标准电阻、标准补偿电容定期自身溯源校准。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供了铁路轨道信号在线测试设备校验仪，具备所提供的采样点电容值可以无接点连续变化，易于实现自动化检测，而且也无需对实体标准电阻、标准补偿电容定期自身溯源校准的优点，解决了背景技术中提出的问题：

2、本实用新型提供如下技术方案：包括校验台本体，其特征在于：所述校验台本体的两个接口分别对应接入控制子板和视频识别系统，所述控制子板上接口对应接入高压脉冲插件，所述控制子板上的接口对应接入开关电源，所述开关电源上的另一接口对应接入电压电源电压器和电流电源电压器，所述电压电源变压器上的接口对应接入电压源插件，所述电流电源变压器上的接口对应接入电流源，所述控制子板上的连接插口对应接入视频识别系统。

3、作为本实用新型提供的铁路轨道信号在线测试设备校验仪的一种优选改进方式，进一步的，所述控制子板中包括有控制模块、第一轨道信号发生器和第二轨道信号发生器，所述电压源插件包括三个线性电源和一个输出的反馈ad采样变换模块，所述电流源包括一个线性电源和电流输出模块。

4、作为本实用新型提供的铁路轨道信号在线测试设备校验仪的一种优选改进方式，进一步的，所述校验台本体内包括双路轨道信号发生电路，所述双路轨道信号发生电路采用在gyk/lkj通用校验仪成熟的ad9834dds电路，经功率输出电路，输出检定所需信号，每路按要求发生频率、波形、幅值和相位输出可控的信号，在相位检定和模拟标准补偿电容、阻抗的检定项目中，需要两路信号同时使用，各自按理论要求同步实时发生频率、波形、幅值和相位输出可控的信号。

5、作为本实用新型提供的铁路轨道信号在线测试设备校验仪的一种优选改进方式，进一步的，所述校验台本体内包括输出的反馈ad采样变换模块，所述输出的反馈ad采样变换模块可采用闭环反馈调节电路，就是对输出进行电压电流采样，ad变换，反馈到控制cpu，根据误差调节在前级调节功放输入电压。

6、作为本实用新型提供的铁路轨道信号在线测试设备校验仪的一种优选改进方式，进一步的，所述高压脉冲插件中波头电压测量范围应覆盖0～800v，则校验台波头电压最大允许误差为0.5％，波头电压与波尾电压绝对值之比在3：1至8：1之间，校验台波尾电压最大允许误差为2.5％。

7、作为本实用新型提供的铁路轨道信号在线测试设备校验仪的一种优选改进方式，进一步的，所述电压源插件可用于轨道信号电压放大，负载阻抗按500kω考虑2路，输出控制乘法型da，接收来自控制子板的spi总线信号是2路，如果小信号输出精度达不到，使用io口-tlp127，控制继电器切换。

8、作为本实用新型提供的铁路轨道信号在线测试设备校验仪的一种优选改进方式，进一步的，所述高压脉冲插件可用于高压脉冲信号放大，输出负载阻抗按500kω考虑，输出控制乘法型da接收来自控制子板的spi总线信号，高压脉冲信号布局靠面板一侧，控制子板靠母板连接器一侧，放大器供电电源±80v由电压源插件提供。

9、与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：高压或大电流高精度程控信号输出，电压项目0～400v(p-p567v)最大允许误差为±0.5％(被检定设备最大允许误差为±(2.0％+1个字))指有效值，电流项目0～20a指有效值最大允许误差为±0.7％(被检定设备最大允许误差为±(3.0％+1个字))指有效值，双路轨道信号发生电路采用在gyk/lkj通用校验仪成熟的ad9834dds电路，经功率输出电路，输出检定所需信号，每路按要求发生频率、波形、幅值和相位输出可控的信号，在相位检定和模拟标准补偿电容、阻抗的检定项目中，需要两路信号同时使用，各自按理论要求同步(异步时差应能小到忽略不计)实时发生频率、波形、幅值和相位输出可控的信号，信号源(控制子板上)输出经运放达到固定幅值(如3～4v)，送各输出插件自行调节，为高压或大电流高精度程控信号放大器提供的低噪声供电电源，高压脉冲输出800vp-p，输出采用adi公司高压集成运放adhv4702-1电路，adhv4702-1具有轨到轨电压输出的精密运放，20ma输出电流，可以满足100mv、4v、10v～60v(峰值84v)要求，还可以括流，直接输出，避免变压器相移和频率响应不够，模拟标准补偿电容和阻抗的在线电压电流，模拟电路供电采用经典的变压器-整流-串联稳压器电路，可减少电源噪声，保证计量精度要求，视频读表，硬件采用stm32h747控制的视觉识别智能模块，上位机对扫描数据采用基于的算法，将识别结果在上位机屏幕上显示并用于检定结果计算，便于读表。

技术特征：

1.铁路轨道信号在线测试设备校验仪，包括校验台本体，其特征在于：所述校验台本体的两个接口分别对应接入控制子板和视频识别系统，所述控制子板上接口对应接入高压脉冲插件，所述控制子板上的接口对应接入开关电源，所述开关电源上的另一接口对应接入电压电源电压器和电流电源电压器，所述电压电源变压器上的接口对应接入电压源插件，所述电流电源变压器上的接口对应接入电流源，所述控制子板上的连接插口对应接入视频识别系统。

2.根据权利要求1所述的铁路轨道信号在线测试设备校验仪，其特征在于：所述控制子板中包括有控制模块、第一轨道信号发生器和第二轨道信号发生器，所述电压源插件包括三个线性电源和一个输出的反馈ad采样变换模块，所述电流源包括一个线性电源和电流输出模块。

3.根据权利要求1所述的铁路轨道信号在线测试设备校验仪，其特征在于：所述校验台本体内包括双路轨道信号发生电路，所述双路轨道信号发生电路采用在gyk/lkj通用校验仪成熟的ad9834dds电路，经功率输出电路，输出检定所需信号，每路按要求发生频率、波形、幅值和相位输出可控的信号，在相位检定和模拟标准补偿电容、阻抗的检定项目中，需要两路信号同时使用，各自按理论要求同步实时发生频率、波形、幅值和相位输出可控的信号。

4.根据权利要求1所述的铁路轨道信号在线测试设备校验仪，其特征在于：所述校验台本体内包括输出的反馈ad采样变换模块，所述输出的反馈ad采样变换模块可采用闭环反馈调节电路，就是对输出进行电压电流采样，ad变换，反馈到控制cpu，根据误差调节在前级调节功放输入电压。

5.根据权利要求1所述的铁路轨道信号在线测试设备校验仪，其特征在于：所述高压脉冲插件中波头电压测量范围应覆盖0～800v，则校验台波头电压最大允许误差为0.5％，波头电压与波尾电压绝对值之比在3：1至8：1之间，校验台波尾电压最大允许误差为2.5％。

6.根据权利要求1所述的铁路轨道信号在线测试设备校验仪，其特征在于：所述电压源插件可用于轨道信号电压放大，负载阻抗按500kω考虑2路，输出控制乘法型da，接收来自控制子板的spi总线信号是2路，如果小信号输出精度达不到，使用io口-tlp127，控制继电器切换。

7.根据权利要求1所述的铁路轨道信号在线测试设备校验仪，其特征在于：所述高压脉冲插件可用于高压脉冲信号放大，输出负载阻抗按500kω考虑，输出控制乘法型da接收来自控制子板的spi总线信号，高压脉冲信号布局靠面板一侧，控制子板靠母板连接器一侧，放大器供电电源±80v由电压源插件提供。

技术总结
本技术涉及铁路轨道信号检测领域，公开了铁路轨道信号在线测试设备校验仪，包括校验台本体，所述校验台本体的两个接口分别对应接入控制子板和视频识别系统，所述控制子板上接口对应接入高压脉冲插件，所述控制子板上的接口对应接入开关电源。本技术中，可以满足100mV、4V、10V～60V（峰值84V）要求，还可以括流，直接输出，避免变压器相移和频率响应不够，模拟标准补偿电容和阻抗的在线电压电流，模拟电路供电采用经典的变压器‑整流‑串联稳压器电路，可减少电源噪声，保证计量精度要求，视频读表，硬件采用STM32H747控制的视觉识别智能模块，上位机对扫描数据采用基于的算法，将识别结果在上位机屏幕上显示并用于检定结果计算，便于读表。

技术研发人员：霍艳红,郑箭锋,龚水才,廖芳蓉,沈彤,包磊,孙灵恩,贾建中
受保护的技术使用者：中国铁路南昌局集团有限公司科学技术研究所
技术研发日：20230105
技术公布日：2024/2/29