加速度计在铁路中的应用

加速度计在铁路中的应用

特性

产品的款应用范围 ±1g 至 ±200g

惯性、振动和地震传感器

扩展的带宽 (DC 至>1kHz @ -5%)

出色的长期稳定性

恶劣环境（冲击，振动，温度）

安全关键技术应用

介绍

    未来的列车系统将会集成越来越高的高科技技术，用以引导和控制车辆，减少维修费用和便于维修规划，同时，提高乘客和驾驶员的安全性和舒适性。因此，种类繁多的传感器必会不断纳入现代化的火车中。

    这些传感器的一大部分是加速度计，它们可以检测和测量各种形式的机械运动，包括惯性力（加速度）、倾斜、振动和冲击。所应用的各种不同技术，如电容式、压电式或压阻之间互相竞争，以提供最佳的解决方案。然而，这些不同的传感器的技术，提供不同级别的性能，而最好的显然是电容产品，它们有良好的长期稳定性、温度稳定性和精度度。

    Colibrys的加速度计是基于硅MEMS的电容式传感器。MEMS制造工艺过程中提供了一个替代传统的宏观尺度的加工和装配技术。这项技术源于微电子产业，并与集成电路（IC）和特定的MEMS加工工艺的技术相结合，研制生产出微观机械结构的产品。

    对于低中频的测量（典型值可达1kHz @5％），电容的方法比其它技术在长期的可靠性、长期稳定性、信号噪声、鲁棒性、尺寸和功耗上有更高的性能。铁路技术中的运动传感器运动传感器在铁路技术领域的各种应用。典型例子如下：

转向架安全性和舒适度的监测和诊断系统

提高乘客舒适性的高速列车倾斜控制系统

磁悬浮列车的位置监控

控制系统

健康与使用监控系统（HUMS）

运输过程中的震动监测

精确的列车定位

铁路轨道安全和维护的监测系统

应用说明

铁路技术中的colibrys加速度计

    据报道，有许多将运动传感器产品用于铁路技术市场的机会。Colibrys的MEMS电容式加速度计已经充分认识到他们在恶劣环境下的高可靠性，并已成功地获得了铁路安全关键应用的资格。

    列车上的MEMS电容式加速度计的最新和最重要的资格之一，是在最新一代的德国ICE高速列车上的倾斜监测系统。西门子公司已开发出一种转向架监测系统，检测范围内轴承、传动轴、刹车或轮子的磨损和识别任何潜在的转向架不稳定，可能会引发的事故。这是由西门子交通有史以来设计和制造的第一个转向架监测系统。这种高度创新的转向架监测系统使用每车厢24个Colibrys传感器，有些则每车安装200个传感器。最早的三列列车已在2010年生产，最终系统的资格将在2011年被认定。

    摆式列车是另一个完善的应用。因为它们已在许多能成功整合电容式加速度计的国家应用了好多年了。

Colibrys用于铁路的不同类型的加速度计：

•VS9000 Colibrys专为振动传感需要的产品，宽带宽，可扩展的g范围，体积小，专用信号调节。通常该系列产品覆盖全±2g到±200g的全量程，并提供从DC到1 kHz条件下恒定的频率响应（<5％的变化）。

•MS9000 产品系列是专为需要长期稳定性的惯性传感器。

•SiFlexTM 是世界上最好级别的地震传感器，广泛应用于结构例如桥梁和铁轨的振动评估。

工作原理

VS9000和MS9000传感器工作于单一的电源电压（2.5V和5.5V之间），电流消耗很低（<0.5mA，5V时）。在电源电压为5V的全加速度范围内，输出的是一个在0.5V和4.5V之间变化的比例的模拟电压。它需要一个稳定的电源，因为任何不稳定的会直接传输到输出。

该传感器是完全一体化的，封装在一个20引脚LCC标准陶瓷外壳LCC20中，从而确保了充分的密封性。工作温度范围在-55°C至+125°C，能不降低性能的情况下承受6'000g冲击。若需要进一步的技术信息，请参阅相关的产品文件和规格。

总结

MEMS电容式加速度计是大多数国家快速增长的高速列车铁路市场的最佳人选，并且新一代高速列车的配置将需要越来越多车载安全控制设备，这就是需要可靠和高精度的加速度计。

Colibrys 是你明智的合作伙伴，为您的铁路应用提供最好和足够的加速度计。