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1、用于监测ZPW2000A移频发送信号的移频传感器介绍摘要：铁路移频ZPW2000A是近几年铁路系统客运专线快速发展的需求设备。移频传感器针对ZPW2000A系统移频发送信号的技术监测要求以及现场环境使用要求，采用负电源发生电路、频率补偿及高稳定的高通滤波技术，在传感器的生产过程中采用厚膜及灌封工艺，有效保证了传感器的可靠性及实用性。 关键词：ZPW2000A 移频传感器 频率补偿 生产工艺 1 引言ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情进行的技术再开发。前者较后者在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性、可维修性以及结合国情提高技
2、术性能价格比、降低工程造价上都有了显著提高。ZPW2000A成为我国目前安全性高、传输性能好、具有自主知识产权的一种先进自动闭塞制式，为机车信号做为主体信号创造了必备的安全基础条件。 发送器是ZPW2000A系统的重要组成部分，作用有如下几点：a产生18种低频信号8种载频（上下行各四种）的高精度、高稳定的移频信号b产生足够功率的输出信号c调整轨道电路d对移频信号特征的自检测，故障时给出报警及N+1冗余运用的转换条件 在06版铁路微机监测标准里面，对ZPW2000A移频发送设备的信号监测要求如下：监测内容：区间移频发送器发送电压、电流、载频、低频。监测量程：发送功出电压0300V。发送电流010
3、00mA。测量精度：电压1%，电流2%，载频0.1Hz，低频0.1Hz。基于现场环境的复杂，用户实际对移频传感器的要求为，额定输入AC 1mA和AC 1A，工作频率1700Hz2600Hz，+12V电源供电，额定输出DC05V (输出)，线性精度0.3%，温度漂移200PPM，输出纹波：6mv，工作温度-5+80。 2 移频传感器的特点介绍绵阳维博电子有限责任公司研制开发的移频传感器（型号V462D01-16、I462D41-16）采用电磁隔离原理，对电路中1700Hz2600Hz的交流信号进行实时测量，将其变换为标准的直流电压（Uz）输出，能大幅度衰减200Hz以下的干扰信号，特别适用于铁路
4、移频系统的信号监测。传感器采用的主要技术及工艺如下： 2.1采用双电源供电提高温漂性能移频传感器使用温度范围为-580，温漂指标为小于200ppm。相对其它传感器，移频传感器在温漂的指标上要求更严格。笔者在设计之初采用单电源供电，达不到客户要求的温漂的技术要求。后采用负电源发生电路产生负电源电压，对信号处理部分的电路使用双电源供电，并采用工业级的运放，使产品温漂达到指标范围内。 2.2频率补偿移频传感器要求产品在输入信号幅值不变，频率在1700Hz-2600Hz变化时，产品精度为0.3级。采用频率补偿技术，使传感器具有良好的幅频特性。 频率补偿的原理如下：未加补偿电容以前，产品由于互感器及内部
5、电路的原因，在1700HZ2600HZ范围内的幅频特性图为：图1 未加补偿前产品幅频特性曲线 在采样端加补偿频率电容后，采样端RC并连电路的幅频特性为：图2 RC幅频特性曲线 补偿后就可以使幅频特性图变成：图3 加补偿电容后的幅频曲线 巧妙利用RC电路与原产品的补偿作用，实现移频传感器的对频率变化的要求。 2.3高通滤波技术在现场使用过程中，容易引入50Hz干扰。移频传感器采用二阶有源高通滤波技术，使传感器在输入幅值不变、频率为50Hz输入时输出电压10倍衰减。传感器的幅频特性曲线为： 图4 产品幅频曲线 2.4安装方式移频传感器的外形尺寸如下（单位mm）：图5 移频传感器外形尺寸图 传感器采
6、用直插式结构，采用间距2.54mm、0.8mm的镀金（或镀银）插针与用户电路连接。可以直接把传感器焊装在电路板上使用，也可以通过插座与用户电路连接。自备印制板焊装时，插针孔取1mm。焊接时要求使用25W以下电烙铁，单针焊接时间不超过3s。 体积小，适合用户板卡安装。 2.5生产工艺客户对移频传感器的可靠性要求很高。针对铁路行车室及用户系统环境潮湿、高温等特点，对电路部分采用厚膜芯片制造，并且对产品采用三防漆处理，硅胶进行全灌封。 厚膜工艺是将电路集成到陶瓷基板上面，具有体积小、耐湿、温度特性好等优点。 三防处理后采用AB双组分硅胶对产品内部全灌封，提高产品的可靠性能，使产品具有优良的导热性、散热性、绝缘、减震、抗冲击性、防水、防尘等优点。 3 结束语本文介绍了移频传感器对ZPW2000A系统移频发送信号的监测以及移频传感器的技术特点、外形尺寸和生产工艺。该移频传感器精度高、温漂小，已经在现场大批量使用，客户反映效果良好。 参考资料：1赵自信.ZPW-2000A培训教材(第三版)M.北京.中国铁道出版社,2005.