專利名稱：便攜式電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)性能測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種便攜式鐵路電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)性能測(cè)試儀。它適用于對(duì)鐵道部標(biāo)準(zhǔn)TB1477－83所列ZD6及ZD7電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的性能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)(電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)已安裝于鐵道線路上)及室內(nèi)測(cè)試。是鐵路電動(dòng)道岔的一種重要的檢測(cè)儀器。
電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)是鐵路電氣集中站場(chǎng)的一個(gè)重要設(shè)備，其性能好壞，工作是否正常直接影響到鐵路行車安全。因此，對(duì)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)性能檢測(cè)是鐵路信號(hào)部門的一項(xiàng)重要工作。目前由于沒有合適的檢測(cè)工具，對(duì)于電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的性能特別是已安裝于鐵道線路上的電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)無法進(jìn)行迅速、全面及正確的檢測(cè)，而只能通過用電流表測(cè)量電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的電流對(duì)其性能作大概的估計(jì)。由于電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的電流維持時(shí)間很短(只有0.8－3.8秒)，所以這種測(cè)量方法與操作者的經(jīng)驗(yàn)有很大的相關(guān)性，很難做到判斷準(zhǔn)確。這些都對(duì)鐵路行車安全形成了潛在的危脅。此外，目前雖然有相應(yīng)的電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，但其原理及方式與上述相同，故不能對(duì)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的性能做出全面準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。同時(shí)這種試驗(yàn)臺(tái)也無法在鐵路現(xiàn)場(chǎng)使用。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種輕便可靠、能迅速正確地檢測(cè)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)性能的測(cè)試儀，以確保鐵路行車安全。
本實(shí)用新型是這樣構(gòu)成的，它包括輸入信號(hào)插孔板、A／D轉(zhuǎn)換電路接口、主機(jī)電路、存儲(chǔ)器電路、鍵盤顯示接口電路、鍵盤顯示板電路、描繪器，其特征是被測(cè)信號(hào)經(jīng)輸入插孔板接入，經(jīng)模擬量輸入電路放大、濾波后作為A／D轉(zhuǎn)換電路的輸入信號(hào)，在主機(jī)(8031單片機(jī))電路控制下，完成A／D轉(zhuǎn)換工作，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)由主機(jī)電路讀出，處理后存入存儲(chǔ)器U17(RAM6116)，處理后的數(shù)據(jù)在主機(jī)電路控制下，經(jīng)描繪器接口電路，輸入到描繪器將測(cè)試結(jié)果打印輸出，還可在顯示器上顯示出來。
本實(shí)用新型可使用任何一種可輸出±5V和±9V，功率為4W的直流穩(wěn)壓電源。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)便、集成化高及可靠性高。既用直觀的曲線和表格形式將測(cè)試結(jié)果打印輸出，又可通過顯示器直接讀出測(cè)試結(jié)果。


圖1總體框圖。
圖2輸入信號(hào)插孔板。
圖3模擬量輸入電路。
圖4A／D轉(zhuǎn)換電路。
圖58031主機(jī)電路。
圖6主機(jī)存儲(chǔ)器電路。
圖7描繪器接口及鍵盤顯示接口電路。
圖8鍵盤顯示電路。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明由總體框
圖1可見，本實(shí)用新型包括輸入信號(hào)插孔板、模擬量輸入電路、主機(jī)板電路(含A／D轉(zhuǎn)換、主機(jī)、存貯器、描繪器及其接口、鍵盤顯示及其接口)電路。4×4鍵盤用于實(shí)現(xiàn)各種操作命令的輸入，經(jīng)過計(jì)算處理過后的數(shù)據(jù)既可通過PP－40描繪器打印輸出，也可通過4位共陰LED數(shù)碼顯示器顯示輸出。此外，本實(shí)用新型還可用于電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的摩擦電流的調(diào)整。
輸入信號(hào)插孔板見圖2，其上設(shè)有各種插孔孔V＋和V－為被測(cè)直流電壓插孔，其上的引出線與電阻R3、R4連接；I為被測(cè)直流電流插孔，其上的引出線與保險(xiǎn)管FU(12A)連接；孔＋5V與－5V為傳感器電源插孔，其上的引出線與傳感器連接；孔F＋、F－為正向拉力信號(hào)和反向拉力信號(hào)插孔，其上的引出線與R21和U24＋連接；BUSY、D0－D7、DSTB孔為接打印機(jī)的插孔，其上的引出線與打印機(jī)連接；AC220V兩孔為該測(cè)試儀電源的電源插孔，其上的引出線與該機(jī)的電源連接；所有的接地孔上的引出線與主機(jī)系統(tǒng)地線連接。KP及KN孔的引出線與主機(jī)電路的KP，KN相接。
模擬量輸入電路(見圖3)被測(cè)直流電壓V＋(＜200V，由圖2所示的輸入信號(hào)插孔板的V＋接入)V＋經(jīng)R3，R3與二極管U21正極相接，U21負(fù)極與R6串接后，與R7和U23B(1／4LM324)＋相接，R7另一端接地，被測(cè)直流電壓V－(＜200V，由圖2所示的輸入信號(hào)插孔板的V－接入)，V－接入R4，R4的另一端與二極管U22正極相接，U22負(fù)極與U21負(fù)極相接，R5的一端與U22負(fù)相接，R5另一端與R8連接后與系統(tǒng)地相接，R8的另一端接U23B－，R9并接于U23－和U23B的輸出端，二極管U22及R5分壓，R5上的電壓信號(hào)進(jìn)入由電阻R6－R9及U23B組成放大電路；U23B的輸出端與R10相接，R10的另一端接R12的一端，R12的另一端接于U23C(1／4LM324)＋上，C4并接于R10、R12的連接點(diǎn)和U23C的輸出端，C5的一端接地，另一端接于U23C＋，C6與R13并接后一端接R11和U23C－，另一端接U23C的輸出端，R11的另一端接地，U23C的輸出為IN0信號(hào)；被測(cè)直流電流I(＜12A，由圖2所示輸入信號(hào)插孔板的I接入)，接入保儉管FU(12A)，F(xiàn)U的另一端連接取樣電阻R14的一端和U23A(1／4LM324)＋，R14的另一端與R15相連，并接系統(tǒng)地，R15、R16、W3串聯(lián)后與U23A的輸出端連接，U23A－與R15、R16的連接點(diǎn)連接，U23A的輸出端與R17的一端相接、R17的另一端與R18相連、R18的另一端與C8和U23D(1／4LM324)＋連接，C7并接于R17、R18的連接點(diǎn)和U23D的輸出端上，R19、R20、W2串聯(lián)，W2的另一端接U23D的輸出端，C8的另一端和R19的連接點(diǎn)共地，U23D輸出IN1信號(hào)；＋5V、－5V給拉力傳感器提供電源，F(xiàn)＋、F－(由圖2所示輸入信號(hào)插孔板的F＋、F－接入)為來自傳感器的差動(dòng)電壓信號(hào)，F(xiàn)＋接入電阻R21的一端和U24B＋，R21的另一端接地，電位器W1一端接U24B－，W1的另一端接U24A－和R23的一端，R23的另一端與R24、R27的一端、U24A的輸出相接，F(xiàn)－與U24A＋相接，R22的另一端與R25的一端和U24B的輸出相接，R25的另一端與R26的一端和U24C＋相接，R24的另一端和U24C－相接，R26的另一端和U24C的輸出端相接，U24C輸出信號(hào)IN2；R27的一端與U24D－相接，U24D－連接U24C的輸出端和U24D的輸出端，U24D＋接地，U24D輸出IN3信號(hào)；電阻R21－R27、電位器W1、及U24A、U24B、U24C、U24D組成傳感器電壓信號(hào)放大電路。IN0為轉(zhuǎn)換后的電壓IN1信號(hào)，為轉(zhuǎn)換后的電流信號(hào)，IN2為轉(zhuǎn)換后的定位拉力信號(hào)，IN3為轉(zhuǎn)換后的反位拉力信號(hào)。
所用元件的名稱及參數(shù)如下U21、U22－－2AP2J二極管；U23A、U23B、U23C、U23D、U24A、U24B、U24C、U24D－－1／4LM324R3、R4－－－－197KΩ、1／4W金屬膜電阻；R5－－－－－－－－2KΩ、1／4W金屬膜電阻；R6、R8、R10、R11、R12、R15、R19、R24、R25－－－10KΩ、1／8W金屬膜電阻；R7、R9－－－－33KΩ、1／8W金屬膜電阻；R13、R20－－5.85KΩ、1／8W金屬膜電阻；C4、C5－－－－0.47μF、30V電容；C6－－－－－－－－1000pF、30V電解電容；R14－－－－－－－0.01Ω電阻；R16－－－－－－－200KΩ、1／8W金屬膜電阻；W3－－－－－－－－330KΩ、1／2W實(shí)芯電位器；R17、R18－－56KΩ、1／8W金屬膜電阻；C7、C8－－－－0.47μF、30V電容C9－－－－－－－－1000pF、30V電解電容；W1、W2－－－－4.7KΩ、1／2W實(shí)芯電位器；R21－－－－－－－300KΩ、1／8W金屬膜電阻；R22、R23、R26、R27－－－－100KΩ、1／8W金屬膜電阻；
圖4是A／D轉(zhuǎn)換電路。A／D轉(zhuǎn)換電由U13(ADC0809)、U12(74LS02及U11(74LS74)組成。U13的2－1到2－8與數(shù)據(jù)總線的D0－D7對(duì)應(yīng)相接，ADD－A、ADD－B、ADD－C與地址總線的A0、A1、A2對(duì)應(yīng)相接，IN－0到IN－3與模擬量輸入電路的IN0－IN3相接?？刂瓶偩€的WR、AD經(jīng)U12A與非后接至U13的ALE和START，控制總線的RD、AD經(jīng)U12B與非后接至U13的ENABLE。U11A的CLK連接控制總線的ALE，Q端連接U13的CLOCK。U13的ref＋接＋5V電源，ref－、IN4－IN7、EOC及U11A的CD接地線。
圖5是8031主機(jī)電路。8031單片機(jī)U1的P2口為地址總線的高8位，P0口為地址總線低8位和數(shù)據(jù)線，地址低8位和數(shù)據(jù)線分時(shí)復(fù)用，U2(74LS373)在U1的ALE信號(hào)控制下(U1的ALE與U2的LE相連接)完成地址低8位鎖存，U2的D0－D7與U1的P00－P07相連接，其輸出與地址總線的A0－A7相連接。8031單片機(jī)共有64K程序存儲(chǔ)空間和64K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，主機(jī)板上的U3(74LS138)對(duì)64K程序存儲(chǔ)空間和64K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的0－16K地址進(jìn)行地址譯碼，U1的P23、P24及P25分別與U3的A、B、C相連接，U3的E1與E2接主機(jī)板上的地線，E3接＋5V電源。U3的輸出Y0－Y7為8個(gè)內(nèi)存片選信號(hào)，其地址分配如下Y00000H－07FFHU15(EPROM2716)，U17(RAM6116)Y10800H－0FFFHU16(EPROM2716)Y21000H－17FFH數(shù)碼顯示段選Y31800H－1FFFH數(shù)碼顯示位選Y42000H－17FFH鍵盤地址
Y52800H－2FFFH描繪器接口地址Y63000H－37FFHA／D轉(zhuǎn)換片選地址Y73800H－3FFFH未使用U14(6MHz晶振)、C1和C2(均為30pF、30V陶磁電容)構(gòu)成U1的時(shí)鐘源。R1(1.1KΩ、1／8W金屬膜電阻)、R2(8.2KΩ、1／8W金屬膜電阻)及C3(10μF、30V電解電容)組成U1的復(fù)位電路，R1的一端接＋5V電源，另一端與C3的＋端相接并通過鍵盤接口的RET端與鍵盤顯示電路(見圖8)連接，C3的一端與R2的一端連接后接至U1的RESET端，R2的另一端接在地線上；U1的WR和U3的Y2為U4A的輸入，U4A的輸出為SD。U1的WR和U3的Y3為U4B的輸入，U4B的輸出為SW。U1的WR和U3的y5為U4C的輸入，U4C的輸出為PR，U1的RD和U3的Y4為U4D的輸入，U4D的輸入為KW，U3的Y為AD。
圖5中A0－A10為地址總線，D0－D7為數(shù)據(jù)總線，ALE、Y0、Y1、SD、SW、KW、PR、AD、RD、WR、及PSEN組成控制總線。P10、P11、KP、KN及RET組成輸出總線。＋5V及接地線來自電源。
圖6是主機(jī)存儲(chǔ)器電路圖。U15、U16(均為EPROM2716)是程序存，儲(chǔ)器，U15、U16的D0－D7與數(shù)據(jù)總線的D0－D7對(duì)應(yīng)相接，A0－A10與地址總線的A0－A10對(duì)應(yīng)相接，OE與控制總線的PSEN相接。U15的E／P與控制總線的Y0相接，U16的E／P與控制總線的Y1相接。U17(RAM6116)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，U17的D0－D7與數(shù)據(jù)總線的D0－D7對(duì)應(yīng)相接，A0－A10與地址總線的A0－A10對(duì)應(yīng)相接。G、E和W分別與控制總線的RD、Y0和WR對(duì)相連接。
圖7是描繪器接口及鍵盤顯示接口電路。
鍵盤顯示接口電路包括段鎖存器U5、位鎖存器U6(均為74LS273)和段驅(qū)動(dòng)器U8、位驅(qū)動(dòng)器U9(均為75492)及鍵盤讀入電路U10(74LS244)，U5、U6的D1－D8與數(shù)據(jù)總線的D0－D7對(duì)應(yīng)相接，U5的CLK與控制總線的SD連接，U6的CLK與控制總線的SW連接，U5的Q1－Q6與U8的A1－A6對(duì)應(yīng)相接，U5的Q7、Q8與U9的A1、A2對(duì)應(yīng)相接，U6的Q1－Q4與U20的A2－A6對(duì)應(yīng)相接，U8的Y1－Y6及U9的Y1、Y2組成輸出到鍵盤顯示電路的S0－S7，U9的Y3－Y6組成輸出到鍵盤顯示電路的K0－K3，U10的1A1－1A4分別與數(shù)據(jù)總線的D0－D3相接，1Y1－1Y4組成輸出到鍵盤顯示電路的K4－K7。輸出到鍵盤顯示電路的RET、地線、＋5V電源分別來自輸出總線的RET、電源的地線及＋5V。系統(tǒng)地線與電源的地線相接。
描繪器pp－40接口電路由U7(74LS273)、輸出總線的P10及P11及接地線組成。U7的D1－D8與數(shù)據(jù)總線的D0－D7對(duì)應(yīng)相接，U7的Q1－Q8作為描繪器接口的M0－M7相，輸出總線的P10、P11及系統(tǒng)地線組成－40描繪器接口的BUSY、DSTB相。接口的BUSY、M0－M7、DSTB及接地線經(jīng)扁平電纜與PP－40描繪器相連。
以上圖3－7所示電路構(gòu)成主機(jī)板電路。
圖8是鍵盤顯示電路。U18的LD0－LD3為四個(gè)共陰極LED數(shù)碼管，R28－R35(均為220Ω、1／8W碳膜電阻)為8個(gè)限流電阻，U19為4×4鍵盤，U20為復(fù)位鍵，U19、U20的型號(hào)均為TB801A，R36－R39(均為10KΩ、1／8W碳膜電阻)為4個(gè)限流電阻。各鍵的意義如下
0－9數(shù)據(jù)鍵。DEL刪除鍵。
CR回車鍵。
↑上行鍵。
↓下行鍵。
Prt打印鍵。
RET復(fù)位鍵。
NO備用鍵。
鍵盤顯示電路的S0－S7、K0－K7及接地線、＋5V電源線分別與圖4的S0－S7、K0－K7及地線、＋5V電源線用扁平電纜連接起來。
鍵盤命令功能如下0CR－－執(zhí)行測(cè)試功能1CR－－輸入信息2CR－－顯示測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求1.一種鐵路電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)性能測(cè)試儀，其特征是8031主機(jī)電路分別與主機(jī)存儲(chǔ)器電路，描繪器接口及鍵盤顯示接口電路，A/D轉(zhuǎn)換電路相連接后組成主機(jī)系統(tǒng)板，主機(jī)系統(tǒng)板上的描繪器接口及鍵盤顯示接口電路經(jīng)扁平電纜與PP-40描繪器和鍵盤顯示電路連接，主機(jī)系統(tǒng)板上的A/D轉(zhuǎn)換電路經(jīng)電纜與模擬量輸入電路的輸出連接，模擬量輸入電路的輸入經(jīng)電纜連接到輸入信號(hào)插孔板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)性能測(cè)試儀，其特征是模擬量輸入電路是，V＋接入R3，R3與二極管U21正極相接，U21負(fù)極與R6串接后，與R7和U23B(1／4LM324)＋相接，R7另一端接地，V－接入R4，R4的另一端與二極管U22正極相接，U22負(fù)極與U21的負(fù)極相接，R5的一端和U22負(fù)相接，R5另一端與R8連接后與系統(tǒng)地相接，R8的另一端接U23B－，R9并接于U23B－和U23B的輸出端，R5上的電壓信號(hào)進(jìn)入由電阻R6－R9及U23B組成的放大電路；U23B的輸出端與R10相接，R10的另一端接R12，R12的另一端接于U23C(1／4LM324)＋上，C4并接于R10、R12的連接點(diǎn)和U23C的輸出端，C5一端接地，另一端接于U23C＋，C6與R13并接后一端接R11和U23C－，另一端接U23C的輸出端，R11的另一端接地，U23的輸出端為IN0信號(hào)；I接入保險(xiǎn)管FU，F(xiàn)U的另一端連接取樣電阻R14的一端和U23A(1／4LM324)＋，R14的另一端與R15相連并接入系統(tǒng)地，R15、R16、W3串聯(lián)后與U23A的輸出端連接，U23A－與R15、R16的連接點(diǎn)連接，U23A的輸出端與R17的一端連接，R17的另一端與R18相連，R18的另一端與C8和U23D(1／4LM324)＋連接，C7并接于R17、R18的連接點(diǎn)和U23D的輸出端上，R19、R20、W2串聯(lián)，W2的另一端接U23D的輸出端，C8的另一端和R19的連接點(diǎn)接系統(tǒng)地，U23D的輸出端為IN1信號(hào)；F＋接入電阻R21的一端和U24B(1／4LM324)＋，R21的另一端接系統(tǒng)地，電位器W1的一端接U24B－和R22的一端，W1的另一端接U24A(1／4LM324)－和R23的一端，R23的另一端與R24、R27的一端、U24A的輸出端相接，F(xiàn)－與U24A＋相接，R22的另一端與R25的一端和U24B的輸出端相接，另一端與R26的一端和U24C(1／4LM324)＋相接，R24的另一端和U24C－相接，R26的另一端和U24C的輸出端相接，U24C的輸出端為IN2信號(hào)；R27的一端與U24D(1／4LM324)－相接，U24D－連接U24C的輸出端和U24D的輸出端，U24D＋接系統(tǒng)地，U24D的輸出端為IN3信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)性能測(cè)試儀，其特征是描繪器PP－40接口電路由U7(74LS273)、輸出總線的P10、P11及接地線構(gòu)成。U7的D1－D8與數(shù)據(jù)總線的D0－D7對(duì)應(yīng)相接，U7的Q1－Q8與描繪器接口的M0－M7對(duì)應(yīng)相接，輸出總線的P10、P11及地線組成描繪器接口的BUSY、DSTB和地線。
專利摘要本實(shí)用新型是一種便攜式鐵路電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)性能測(cè)試儀。它適用于對(duì)鐵道部標(biāo)準(zhǔn)TB1477-83所列ZD6及ZD7電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的性能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)及室內(nèi)測(cè)試。4×4鍵盤用于各種操作命令的輸入，數(shù)據(jù)采集電路在8031單片機(jī)系統(tǒng)控制下完成被測(cè)量的轉(zhuǎn)換及A/D輸入功能，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算處理后，既可通過PP-40描繪器打印輸出，也可通過數(shù)碼顯示器顯示輸出。此外，本實(shí)用新型還可用于電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)摩擦電流的調(diào)整。
文檔編號(hào)B61L5/00GK2093129SQ9120899
公開日1992年1月15日 申請(qǐng)日期1991年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月31日
發(fā)明者李哲英, 陳同占, 趙東升, 朱鐘霖, 刑利珍, 柳向 申請(qǐng)人:北方交通大學(xué)