既輕松又省錢！軌道交通傳感器系統升級有訣竅

在可以預見的未來，中國軌道交通行業依然保持著強勁的增長勢頭。有數據顯示，中國鐵路網規模將從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）。預計“十三五”期間城市地鐵新增里程也將達到4100-6000公里。

而在規模增長的同時，中國軌道交通也在追求更高的發展質量，以期提升整個軌道交通系統的智能化水平和運營的效率。在此過程中，軌道交通裝備制造業面臨的“技術爬坡”挑戰在所難免。

在諸多挑戰中，軌道交通傳感器系統的升級是一個關鍵的環節。其中的原因很容易理解——智能化必然是以大量的數據為基石的，而數據的來源就是前端的傳感器。

以軌道交通領域應用最廣泛的速度傳感器為例，在軌道主推進系統、車輪防滑保護（WSP）、現代列車牽引控制系統（軌道信令）、轉向架等系統中，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。霍爾傳感器的工作原理是：將一個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偏移，使得器件在電流垂直方向上產生電位差，這就是霍爾電壓。霍爾電壓與磁場強度相關，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，基于這樣的特性就可實現速度的測量了。

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

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，越來越多的系統或設備會需要速度數據作為分析決策的依據。最直接的做法當然是增加速度傳感器的數量，并將數據傳輸至目標系統或設備。不過這樣的傳感器系統升級的缺點很明顯，由于每個傳感器都需要自己單獨的信號數據通道，所以：

系統整體的成本會隨之攀升。

系統復雜度也會增加，隨之而來的就是設備體積、重量的增加。

那么有沒有一種優化的解決方案，能夠在速度傳感器系統升級過程中，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，該電路最多可產生兩個與旋轉速度成正比的相移方波信號。這種設計的優點顯而易見：基于一個傳感器，就可以產生多路信號數據，并輸入給不同的系統和設備。以前要由多個傳感器提供的數據信息，現在一個傳感器就可以搞定，因此在實際應用中，采用多通道的霍爾速度傳感器，不僅可以節省硬件成本，也讓相關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（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: 在原有系統基礎上，并行安裝新的TCM系統

Step3: 單獨從轉向架到TCM布線完成升級，兩個完全獨立（電氣隔離）的系統互不影響

圖3，采用TE多通道速度傳感器升級TCM示意

當然，除了上述的有點之外，作為面向軌道交通應用的元器件，DSD 25多通道霍爾速度傳感器還有其他一些可圈可點的特性，比如：出色的EMC特性、超低功耗、符合軌道交通標準規范、可配套多品種定制化的外殼、可與其他傳感器協同工作……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勢，為用戶的設計開發帶來更大的便利性和靈活度。

霍爾速度傳感器規格

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在傳感器技術上深厚的積累，也是其超過40年的服務軌道交通行業經驗的結晶。

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