既輕松又省錢！軌道交通傳感器系統(tǒng)升級有訣竅

在可以預(yù)見的未來，中國軌道交通行業(yè)依然保持著強(qiáng)勁的增長勢頭。有數(shù)據(jù)顯示，中國鐵路網(wǎng)規(guī)模將從2020年的15萬公里（其中高速鐵路3萬公里），增長至2025年的17.5萬公里（其中高速鐵路3.8萬公里）。預(yù)計“十三五”期間城市地鐵新增里程也將達(dá)到4100-6000公里。

而在規(guī)模增長的同時，中國軌道交通也在追求更高的發(fā)展質(zhì)量，以期提升整個軌道交通系統(tǒng)的智能化水平和運(yùn)營的效率。在此過程中，軌道交通裝備制造業(yè)面臨的“技術(shù)爬坡”挑戰(zhàn)在所難免。

在諸多挑戰(zhàn)中，軌道交通傳感器系統(tǒng)的升級是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。其中的原因很容易理解——智能化必然是以大量的數(shù)據(jù)為基石的，而數(shù)據(jù)的來源就是前端的傳感器。

以軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的速度傳感器為例，在軌道主推進(jìn)系統(tǒng)、車輪防滑保護(hù)（WSP）、現(xiàn)代列車牽引控制系統(tǒng)（軌道信令）、轉(zhuǎn)向架等系統(tǒng)中，都會看到它的身影。

軌道交通中的速度傳感器的主流是霍爾傳感器?；魻杺鞲衅鞯墓ぷ髟硎牵簩⒁粋€霍爾元件器件置于磁場中，并在器件兩端施加恒定電流，在洛侖茲力的作用下，電流在通過霍爾元件時向一側(cè)偏移，使得器件在電流垂直方向上產(chǎn)生電位差，這就是霍爾電壓。霍爾電壓與磁場強(qiáng)度相關(guān)，磁場越強(qiáng)，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，基于這樣的特性就可實(shí)現(xiàn)速度的測量了。

如圖1所示，霍爾速度傳感器可以感知被測物體（齒輪）轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的磁場變化，并通過內(nèi)部電路將周期變化的信號換算為轉(zhuǎn)動速度，進(jìn)而完成速度的測量。

圖1，霍爾速度傳感器工作原理

伴隨著軌道交通裝備自動化和智能化水平的提升，越來越多的系統(tǒng)或設(shè)備會需要速度數(shù)據(jù)作為分析決策的依據(jù)。最直接的做法當(dāng)然是增加速度傳感器的數(shù)量，并將數(shù)據(jù)傳輸至目標(biāo)系統(tǒng)或設(shè)備。不過這樣的傳感器系統(tǒng)升級的缺點(diǎn)很明顯，由于每個傳感器都需要自己單獨(dú)的信號數(shù)據(jù)通道，所以：

系統(tǒng)整體的成本會隨之攀升。

系統(tǒng)復(fù)雜度也會增加，隨之而來的就是設(shè)備體積、重量的增加。

那么有沒有一種優(yōu)化的解決方案，能夠在速度傳感器系統(tǒng)升級過程中，能夠避免上述的問題呢？答案是肯定的——泰科電子（TE Connectivity，以下簡稱“TE”）推出的DSD 25多通道霍爾速度傳感器就是一個針對性的解決方案。

圖2，DSD 25多通道霍爾速度傳感器

該傳感器中，包含有3-4個傳感單元，而且具有兩個電氣隔離的電路，該電路最多可產(chǎn)生兩個與旋轉(zhuǎn)速度成正比的相移方波信號。這種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)顯而易見：基于一個傳感器，就可以產(chǎn)生多路信號數(shù)據(jù)，并輸入給不同的系統(tǒng)和設(shè)備。以前要由多個傳感器提供的數(shù)據(jù)信息，現(xiàn)在一個傳感器就可以搞定，因此在實(shí)際應(yīng)用中，采用多通道的霍爾速度傳感器，不僅可以節(jié)省硬件成本，也讓相關(guān)的安裝工作更為簡化，省時省力。

圖3是一個采用TE多通道速度傳感器升級列車控制管理系統(tǒng)（TCM）的示意。整個升級過程只需簡單的三步：

Step1: 用多通道速度傳感器替換以前的單通道版本傳感器

Step2: 在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上，并行安裝新的TCM系統(tǒng)

Step3: 單獨(dú)從轉(zhuǎn)向架到TCM布線完成升級，兩個完全獨(dú)立（電氣隔離）的系統(tǒng)互不影響

圖3，采用TE多通道速度傳感器升級TCM示意

當(dāng)然，除了上述的有點(diǎn)之外，作為面向軌道交通應(yīng)用的元器件，DSD 25多通道霍爾速度傳感器還有其他一些可圈可點(diǎn)的特性，比如：出色的EMC特性、超低功耗、符合軌道交通標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、可配套多品種定制化的外殼、可與其他傳感器協(xié)同工作……這些特性使得DSD 25多通道霍爾速度傳感器與其他競品相比有更突出的優(yōu)勢，為用戶的設(shè)計開發(fā)帶來更大的便利性和靈活度。

霍爾速度傳感器規(guī)格

總之，選擇了TE的多通道霍爾速度傳感器，無疑會為軌道交通傳感器系統(tǒng)的升級，以及整體的智能化提升提供一條捷徑。這得益于TE在傳感器技術(shù)上深厚的積累，也是其超過40年的服務(wù)軌道交通行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。

圖5，TE可為軌道交通提供全方位的傳感器解決方案，包括振動加速度傳感器，濕度傳感器，位置傳感器，壓力傳感器和溫度傳感器等