專利名稱：機車光電速度信號發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機車檢修試驗技術領域，具體涉及一種機車檢修試驗時,為機車提供產生光電速度信號的發(fā)生裝置。
背景技術：
在機車修理過程中，常需要在機車靜止狀態(tài)下對機車上的過渡裝置等進行模擬試驗，這就需要提供一個可調整頻率的光電速度信號，以供給過渡裝置使用。當改變了光電速度信號的頻率，就是模擬改變了機車的速度。在機車上，光電速度信號是由安裝在輪對軸端的光電傳感器提供的，而只有光電傳感器旋轉起來，它才能發(fā)出光電速度信號。在目前，米用了一個電動旋轉裝置，使用時將光電傳感器裝入電動旋轉裝置中使其旋轉而發(fā)出光電速度信號。這種方法有很多缺點1、電動旋轉裝置需要交流220V電源，在使用時必須有外電源的支持，一旦機車停放在庫外，必須要牽出很長的電源線，使用很不方便。2、輸出光電信號時不能同時顯示機車速度值，要想知道機車速度必須上機車去看速度表。3、試驗時需從機車上拆下光電傳感器，試驗完畢后還要再裝上，工作較繁瑣。4、光電信號輸出不穩(wěn)定，在改變光電信號頻率時有突跳現(xiàn)象。
發(fā)明內容本實用新型的目的是針對上述不足，而提出的一種可以提高試驗時的準確性，工作效率高，直接產生穩(wěn)定、可調的光電速度信號的光電速度信號發(fā)生器。本實用新型的技術解決方案是光電速度信號發(fā)生器是在單片機仏的輸入端口Pl. O和Pl.1上分別連接有升速按鈕AN1和降速按鈕AN2,單片機U1的RESET腳上連接有上電復位電路，XTALl和XTAL2腳上分別連接有單片機的振蕩電路；在單片機U1的輸出端口P3. O上連接有光電耦合器U2，光電耦合器U2的輸出端接三極管Q4的基極，三極管Q4的輸出端接插座的2、5腳；在單片機U1的輸出端上連接有速度顯示裝置。本實用新型的技術解決方案中所述的速度顯示裝置是接在單片機U1上的三位7段數(shù)碼管LED2，其段碼輸入腳通過電阻R4 R11接單片機仏的？0. O 口，其位碼輸入腳分別接三個三極管Q廣Q3的集電極，三個三極管Q廣Q3的發(fā)射極共接電源的正極，三個三極管Q廣Q3的基極分別通過電阻R14 R12接單片機U1的P2. 0 P2. 2端口。本實用新型的技術解決方案中所述的單片機U1連接升、降速按鈕AN1和AN2的端口 Pl. O和Pl.1上連接有兩個上拉電阻R3、R2。本實用新型的技術解決方案中所述的上電復位電路是由電容C5和電阻R15串聯(lián)組成，其串聯(lián)接點接單片機U1的RESET腳。本實用新型的技術解決方案 中所述的單片機的振蕩電路是由電容C6、C7串聯(lián)后與晶振Y1并聯(lián)接單片機U1的XTAL1和XTAL2腳。本裝置的優(yōu)點1、無需外接交流電源，也不需電池，將本實用新型和機車上的光電信號接口連接上后，直接利用接口上原來供光電傳感器的電源進行工作，使用方便；2、輸出光電信號的同時顯不機車速度值；3、輸出光電信號穩(wěn)定，調整方便。調整時輸出信號無突跳現(xiàn)象；4、體積小，重量輕，維護方便；本實用新型除了可作為提供速度信號裝置外，還可用于各種電了裝置的檢修過程中。

圖1是本實用新型的電原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實 用新型的對外接口采用7芯插座，其中3、7腳并聯(lián)，是電源輸入正端,2、5腳并聯(lián),是光電信號輸出正端，1、6腳并聯(lián),是電源輸入負端和光電信號的輸出負端。本實用新型的電源采用原供給機車光電傳感器的+15V電源。電源正極通過插座的3、7腳輸入，電源負極通過插座的1、6腳輸入。+15V電源接入后先通過開關Kl和保險F1，K1是裝置的工作開關。為了防止機車上光電信號接口內的電源反置，電路中又串聯(lián)了一個防接反二極管D1，這樣可以防止機車上的線路接錯時損壞本實用新型。閉合開關Kl后并聯(lián)在電源兩端的發(fā)光二極管LEDl發(fā)亮，可提示使用者本實用新型可以正常工作。單片機U1工作需要+5V電源，本實用新型采用DC15V變DC5V的電源模塊DC/DC1，輸出DC+5V電源供單片機U1使用。為了防止干擾，采用的DC/DC1電源模塊是隔離電源模塊，即其輸出的+5V的和輸入的+15V的是不共地的。在電源模塊DC//DC1輸入輸出端上分別并聯(lián)有電容C1X2和C3、C4組成的濾波電容。本實用新型的控制部分本實用新型的控制核心是自帶程序存儲器的AT89C52單片機U1，它是根據(jù)存儲器內的軟件來工作的。單片機U1的EA/Vpp腳接+5V。對內燃機車來說機車速度=光電信號頻率/16. 842。對電力機車來說，機車速度=光電信號頻率/14. 147。本實用新型輸出占空比為50%的方波，即正波和負波(此處負波指輸出0V)周期相等的方波，正波和負波的周期時間是由單片機U1內的定時器來延時的，不同的機車速度對應不同的定時器時間；本實用新型設有升速按鈕ANl和降速按鈕AN2。升速按鈕ANl連接在單片機的Pl. O 口，降速按鈕AN2連接在單片機U1的Pl.1 口，上述兩個口上分別連接有兩個上拉電阻R3、R2。單片機U1不斷檢測這兩個按鈕是否按下，當按下升速按鈕ANl時，就將一個比原先的值小一些的延時值送入單片機U1內的定時器，以減小延時周期，提高輸出信號的頻率，即增大機車速度信號。當按下降速按鈕AN2時，則與之相反。在改變光電信號頻率時，輸出是連續(xù)不斷的，并不會因頻率的變化而中斷信號的輸出，這與實際的光電傳感器發(fā)出的信號是相同的。三位7段數(shù)碼管LED2用于顯示機車速度，單位為Km/h。數(shù)碼管LED2采用的是共陽型數(shù)碼管。其段碼輸入腳通過電阻RfRll接單片機UJ^PO 口，其位碼輸入腳分別接三個PNP三極管Qf Q3的集電極，三極管Qf Q3的發(fā)射極共同接至+5V電源。單片機U1的P2. (ΓΡ2. 2通過電阻R14 R12分別接至三極管Qf Q3的基極，單片機U1通過控制三個三極管Qf Q3的通斷來控制三位數(shù)碼管LED2的顯示。電容C5和電阻R15串聯(lián)后接+5電源，電阻R15和電容C5串接接點接至單片機U1的RESET腳，組成單片機U1的上電復位電路。電容C6、C7串聯(lián)后與晶振Y1并聯(lián)接單片機U1的XTALl和XTAL2腳，組成單片機的振蕩電路，晶振Y1米用頻率12M的晶振。本實用新型的輸出部分單片機UJ5P3.0 口輸出方波信號至光電耦合器U2進行隔離，光電耦合器U2的輸入部分經過電阻RI6接+5V電源，輸出部分經過電阻R17接+15V電源。隔離后的信號送至三極管Q4的基極，再經三極管Q4放大后，由三極管Q4的集電極送出，接至7芯插座的2、5腳。三極管Q4的集電極通過電阻RI8接+15V電源，送出的光電信號空載時最大幅值約為電源電壓的+15V。工作原理將的輸出線插頭和機車上的光電信號接口連接，閉合開關K1則電源信號燈LED1亮，可以開始工作。數(shù)碼管LED2顯示的是相應的機車速度公里值。當按下升/降速按鈕AN1、AN2時，顯示的機車速度值也跟著變化。機車速度的改變是有級的，其改變的最小量為lKm/h。每按一下按鈕，則機車速度改變I Km/h。若長按按鈕，則機車速度快速改變，直到松開按鈕時止，或到速度的上、下限時止。此時數(shù)碼管LED2顯示的速度，既是輸出此速度下相應頻率的光電信號，在OKm/h時,無光電信號輸出。在閉合開關K1后,數(shù)碼管LED2顯不OKm/h,表不并未送出光電速度信號。按下升速按鈕AN1,則輸出速度信號由O Km/h開始上升，至150 Km/h為輸出信號上限。至150 Km/h后再按升速按鈕AN1，裝置不響應，仍保持輸出150 Km/h時的光電信號不變。按下降速按鈕AN2，則輸出速度信號由當前速度開始下降，至O Km/h為輸出信號下限。至O Km/h后再按降速按鈕AN2，裝置不響應，此時無速度信號輸出。若同時按下升/降速按鈕AN1、AN2，則響應事實上最先按下的那個按鈕。
權利要求1.一種機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是在單片機U1的輸入端口 Pl. O和Pl.1上分別連接有升速按鈕AN1和降速按鈕AN2,單片機U1的RESET腳上連接有上電復位電路，XTALl和XTAL2腳上分別連接有單片機的振蕩電路；在單片機仏的輸出端口 P3. O上連接有光電I禹合器U2,光電f禹合器U2的輸出端接三極管Q4的基極，三極管Q4的輸出端接插座的2、5腳；在單片機仏的輸出端上連接有速度顯示裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是所述的速度顯示裝置是接在單片機U1上的三位7段數(shù)碼管LED2,其段碼輸入腳通過電阻R4 R11接單片機U1的PO. O 口，其位碼輸入腳分別接三個三極管Q廣Q3的集電極，三個三極管Q廣Q3的發(fā)射極共接電源的正極，三個三極管Q廣Q3的基極分別通過電阻R1: R12接單片機U1的P2. (Γ P2. 2端口。
3.根據(jù)權利要求1所述的機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是所述的單片機U1連接升、降速按鈕AN1和AN2的端口 Pl. O和Pl.1上連接有兩個上拉電阻R3、R2。
4.根據(jù)權利要求1所述的機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是所述的上電復位電路是由電容C5和電阻R15串聯(lián)組成，其串聯(lián)接點接單片機U1的RESET腳。
5.根據(jù)權利要求1所述的機車光電速度信號發(fā)生器，其特征是所述的單片機的振蕩電路是由電容c6、C7串聯(lián)后與晶振Y1并聯(lián)接單片機U1的XTAL1和XTAL2腳。
專利摘要本實用新型的名稱是機車光電速度信號發(fā)生器，在單片機U1的輸入端口P1.0和P1.1上分別連接有升速按鈕AN1和降速按鈕AN2，單片機U1的RESET腳上連接有上電復位電路，XTAL1和XTAL2腳上分別連接有單片機的振蕩電路；在單片機U1的輸出端口P3.0上連接有光電耦合器U2，光電耦合器U2的輸出端接三極管Q4的基極，三極管Q4的輸出端接插座的2、5腳；在單片機U1的輸出端上連接有速度顯示裝置。本實用新型不需外接電源，使用方便，可以人直接顯示機車速度值，信號穩(wěn)定，工作效率高，且體積小，重量輕，維護方便。
文檔編號G01M17/08GK202903497SQ201220625208
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權日2012年11月23日
發(fā)明者劉恒, 陳新友 申請人:南車洛陽機車有限公司