基于数字倾角传感器的线路电子检测尺工作原理及硬件设计

构成，右端是可旋转移动的轴，通过轴的移动产生位移信号输入单片机，单片机每隔0.5s刷新一次液晶显示屏数据。H后的"+"号代表左端高，"-"号表示左端低。L后的"+"表示比标准值大，"-"表示比标准值校液晶屏显示及键盘布局见图8。

线路道岔电子检测尺的使用

在使用线路道岔电子检测尺进行测量时，线路道岔电子检测尺的左端紧挨着钢轨的一侧，另一端用螺旋器移动中心轴使之接触钢轨另一侧，按下键盘上的确认键后，该系统便会很精确地将需要的数据测量出来。测量完成后按下保存键便可保存该点的数据。通过RS232与PC机连接后可获取所测量点的所有信息。

抗震动、防冲击的结构设计

由于线路道岔电子检测尺轻巧便携，因此也很容易产生碰撞、跌落。为了让系统可靠地工作，应避免震动、冲击直接作用到传感元件上，因此在设计结构上采取了金属盒装的结构。将控制装置紧固安装在金属盒内，仅留外部接口、液晶显示屏和键盘在金属盒外，避免内部元件直接受外部冲击、碰撞，提高了器件抗冲击能力。

系统的编程

采用Silicon Laboratories IDE集成编辑、编译、仿真、下载软件包，用C语言进行软件编写。系统通电后，首先要对单片机进行初始化，包括单片机的I/O端口和交叉开关、定时器的初始化、两个串行通讯口的初始化，液晶显示器的初试化等。整个程序由器件初始化程序、液晶显示器的初试化程序、串行口中断程序、外部中断0处理程序、显示程序、键盘扫描处理程序、轨距和水平计算程序程序、万年历时钟芯片DS1302读写程序、EEPROM AT24C512读写程序等组成。

部分源代码程序如下：

位移测量传感器过零信号中断入口程序

void Init0_ISR() interrupt 0 // 外部中断0，边沿触发

{

uchar distance_flag; //位移测量传感器运动方向标志保存字

SFRPAGE=0x01;

TMR3H=0; //过零点,复位计数器为零.

TMR3L=0;

P05=1;

distance_flag=P0;

distance_flag=distance_flag0x20; //位移测量传感器B信号脚

if(distance_flag==0)

{

distance_positive_flag=0;//位移测量传感器运动方向标志位为0表示负方向运动

}

else

{

distance_positive_flag=1; //位移测量传感器运动方向标志位为1表示正方向运动

}

}

向数字倾角(角度)传感器发送命令子程序

void sendserial(unsigned char *senddata,unsigned char len2)

{

uchar i;

ES0=0; //禁止中断 for(i=0;i

{

SFRPAGE=0x00;

SBUF0=*(senddata+i); //将数据送出

while(TI0==0); //发送标志位是否产生

TI0=0;

}

ES0=1; //允许中断

}

结语

线路道岔电子检测尺从方案的调研、论证和选取及电路的设计、软件的控制等各个环节，都充分考虑外界环境的各种可能的情况，对钢轨轨距、水平度实现了高精确数字化测量，可以起到提前排除因轨道变化引起的行车安全隐患。该装置的准确性和高速测量提高了铁路的安全性，并降低了员工的劳动强度。