便携式转辙机测试仪说明书080511.docx

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便携式转辙机测试仪说明书080511

ZXZD-30型

便携式转辙机测试仪

使用说明书

陕西正信铁路器材有限公司

2007年10月

1.仪器概述

ZXZD-30型便携式转辙机测试仪是由陕西正信铁路器材有限公司根据现场需求，在原有ZXZD-BX20B型便携式转辙机测试仪的基础上，经过了许多创新性的改进而形成的,专用于现场测量国产ZD6、ZD7、ZD9、ZY4、ZY7、ZK以及西门子公司生产的S-700K等系列转辙机在轨工作情况。

它可以在轨测量转辙机在转换道岔时的输出力以及转换过程中的电机电流和动作时间等参数。

ZXZD-30型便携式转辙机测试仪采用点阵图形液晶显示屏显示测量结果，可将整个测量过程中的力、电流的变化过程以曲线的方式显示出来，同时还可显示其它有关参数值，如：

转换过程中转换力的最大值、稳态力的最大值、电机电流的最大稳态值等。

整个显示界面为中文界面，直观、方便。

ZXZD-30仪器可以存储200组记录，共计400条测量曲线，每个测量纪录可输入有关信息，如：

段名、工区（车间、检修所）名、站名、道叉号、机号、机型、操作员和测试时间等信息。

用户可对测量结果或存储在仪器中的测量记录进行分析，便于用户现场发现问题和解决问题。

此外，该仪器还配有串行通讯接口，用户可根据需要将存储在仪器中的测量记录传送给PC机，通过提供给用户的数据库软件对测量结果进行管理，如：

用户可对测量结果进行条件查询、报表打印、数据分析等。

ZXZD-30型便携式转辙机测试仪配有一个垫式力传感器，直径为φ46mm，用于在不拔销子的情况下，在轨测量转辙机的最大转换推力；两个销式力传感器，直径分别为φ22mm、φ25mm，分别用于在拔销子的情况下，在轨测量ZD、ZY等系列国产交、直流转辙机和西门子S-700K交流转辙机的动作杆上的推、拉力，一个夹钳式交、直电流传感器和一个充电器。

整个仪器装在一个手提箱内，便于用户携带至现场使用。

主要特点

●采用具有宽视角、单色、全反射等特性的适合野外使用的5吋320×240点阵图形液晶显示屏（LCD），在太阳光直射下可清晰显示。

●采用垫式力传感器对转辙机进行常规检测时不用拔销子就可测其最大转换推力。

对转换力输出不够或有其它问题的转辙机可用销式力传感器测量其整个转换过程中的力和电流，为现场解决问题提供极大帮助。

●仪器能自动识别力传感器的直径。

●可测交、直流电动转辙机，可测ZD6、ZD7、ZD9、ZDJ9、ZY4、ZY7、S700K等系列多种交、直流电动转辙机和ZK系列电空转辙机。

●同时以曲线的形式测量转辙机在整个转换过程中的力和电流，即测即看，测量情况与曲线变化同步，转辙机运行过程与曲线变化同步，并且自动给出整个过程的最大值和稳态值。

●具有光标分析功能，便于用户依据曲线形状分析出测量结果。

如：

平均/最大转换力、动作时间、工作电流和故障电流等。

●用提供给用户的“本地化”程序，在PC机上通过串口可将1个段名、8个工区（车间、检修所）、288个站名、36种机型（如：

ZD6A、ZD6D、ZD6E、…、ZD7、ZD7C、…、ZD9C、ZD9D、…、ZY4、…）事先传送到仪器中。

现场使用时，用户可从中选择，以便快速输入有关信息，这极大地节省了用户的现场测量时间。

●两种测量方式：

单次/连续；两种测量启动条件：

人工/自动（电流启动），共有四种组合，可以自动捕捉转辙机的启停并对其每一次转换过程中的力和电流进行自动测量，从而可以大大节省“要点”时间，极大的方便了用户现场使用。

●测量时仪器自动暂存8组当前测量结果（关机后信息丢失），用户可以在这8组当前测量结果中有选择地进行存储（关机后信息不丢失），本仪器可以存储200组记录，400条测量曲线。

●用提供给用户的“数据库管理”程序，通过使用内置的RS-232C串口将仪器中的测量结果传送给PC机，在PC机上用户可对测量结果进行条件查询、报表打印、数据分析等操作。

●不锈钢面板和键盘，手感好且坚固耐用。

可戴手套操作，适合寒冷地区。

●采用菜单显示，功能键盘，操作情况一目了然。

便携式一体化设计，用户现场操作极为简单。

●所有元件采用工业级器件，仪器可在-30—+60℃下稳定工作。

●ZXZD-30型仪器标准配置如下：

●销式力传感器2只（直径φ22mm，直径φ25mm）

●垫式力传感器1只（直径φ46mm）及磁性垫1只

●夹钳式交、直流电流传感器

●主机及机箱

●充电器

●通讯电缆

●说明书及光盘

2.技术参数

2.1力传感器

2.1.1销式力传感器

功能：

测量转辙机动作杆中的推、拉力

测量范围：

0—10KN，可过载120%，过载情况下不计精度

销式力传感器直径：

φ22mm，φ25mm

传感器电缆长度：

2米

传感器偏差：

1.5%F.S

2.1.2垫式力传感器

功能：

测量转辙机堵转时的最大推力

测量范围：

0—10KN，可过载120%，过载情况下不计精度

垫式力传感器直径：

φ46mm

传感器电缆长度：

2.5米

传感器偏差：

1.0%F.S

2.2电流传感器

测量范围：

0—20A直流和交流电流

测量方式：

非接触夹钳式

最大测量导线直径：

φ8mm

传感器电缆长度：

2米

传感器偏差：

1.5%F.S

2.3整机

力量程：

0—2KN、0—4KN、0—8KN、0—16KN三档，可选择

力分辨力：

0.02KN/2KN量程、0.04KN/4KN量程、0.08KN/08KN量程、0.16KN/16N量程

电流量程：

0—2A、0—4A、0—8A、0—16A四档，可选择

电流分辨力：

0.02A/2A量程、0.04A/4A量程、0.08A/8A量程、0.16A/16A量程

记录时间长度：

2秒、10秒或20秒，可选择

记录时间分辨力：

0.008秒/2秒，0.04秒/10秒，0.08秒/20秒，可选择

总精度：

力≤2.0%F.S

电流≤2.0%F.S

计时≤8ms、40ms或80ms

测量曲线记录方式：

力单独记录、电流单独记录、力和电流同时记录

显示方式：

曲线方式加文字

液晶显示屏：

适合野外使用的5吋320×240点阵图形单色LCD，背光可控和对比度可多级调整

通讯：

异步串行通讯接口，RS-232C电平兼容，三线方式，波特率9600bps，可使用延长线，但不要超过10米。

电池：

内置6AHNiMH充电电池四节

充电器：

输入220vA.C.输出12vD.C1.1A

功耗及使用时间：

查看状态（传感器不工作）约200mA，一般情况下，一次充足电，可连续使用约30个小时（背光关闭）。

测量状态（传感器工作，背光不工作）约500mA。

一次充足电，可连续测量约20个小时以上（测量与等待时间各占50％）。

背光打开，在上述基础上再增加约450mA，具体工作时间视使用内容而定。

使用温度范围：

-130°C—+60°C

外形尺寸：

0.27m（长）×0.21m（宽）×0.21m（高）

重量：

约5kg

3.仪器使用前准备

3.1仪器面板介绍

仪器面板如图3.1-1所示，下面具体介绍。

3.1.1仪器面板

仪器面板由5部分组成，

液晶显示屏：

液晶显示屏主要用于显示测量参数的参数值，显示测量过程中的动态曲线；同时还用于显示人机交互操作的操作界面。

屏幕调节键和电源键：

完成对液晶显示屏的亮度开关、对比度的调节、电源控制。

背光键：

用于控制液晶显示屏背光电源，为乒乓键。

按一次打开液晶背光，再按一次则关闭液晶背光。

对比+键、对比-键：

使用这两个键可使液晶显示的对比度增强或减弱，始终按住该键，可使液晶显示的对比度连续增强或减弱。

电源键：

用于接通/断开仪器的电源。

该键为乒乓键，即当仪器处于关闭状态时，按该键可接通仪器电源；当仪器处于接通电源状态时，按该键可关闭仪器。

当仪器处于打开状态时，每隔约5秒钟机内蜂鸣器会发出一个短声蜂鸣，以表示仪器处于非测量状态。

传感器插座及充电插座：

传感器插座包括：

“力传感器”插座，用于连接力传感器；“电流传感器”插座，用于连接电流传感器。

①

图3.1-1仪器前面板

④RS-232C通讯接口

操作键区：

由取出键、存入键等16个键组成，主要用来完成对仪器的各种操作控制。

下面对它们的作用和功能做一简要介绍，详细操作请见第4章说明。

通讯键：

用于控制将存储在仪器中的测量记录通讯给PC机。

取出键：

用于调出存在仪器中的以前的测量记录。

配合查看↑键、查看↓键，用户可以查看以前存储在仪器中的测量结果。

存入键：

用于将当前的测量结果存入仪器的存储器中，该存储器中的数据在仪器关机

后不会丢失。

查看↑键、查看↓键：

用于查看当前的测量结果。

通过这两个按键可循环查看开机以后的多次测量结果。

用于查看以前的测量记录。

用户通过该键并配合取出键，可循环查看存储在仪器中的以前的测量结果——测量记录。

按查看↑键向后循环查看（记录序号增大），按查看↓键向前循环查看（记录序号减少）。

力/电流键：

用于选择测量参数的类型。

测量参数可以是单独的力或单独电流，也可以同时对力和电流进行测量。

力的测量值可以是力的瞬时值和最大值（向左、向右）以及力的稳态最大值。

电流的测量值也可以是电流的瞬时值和最大稳态值。

通过该键可将测量参数设置为“力”、“电流”、“力和电流”三种情况。

方式键：

用于测量方式选择。

在“测量”状态下，用该键可使仪器在“单次”和“连续”工作方式之间切换。

ZXZD-30型仪器在测量时有“单次”、“连续”两种工作方式，分别对应两种测量方式，其含义如下：

“单次”方式为“限时测量”方式。

在“单次”工作方式下，启动测量后，当测量持续时间达到“测量设定时间”后仪器便自动退出测量或按启/停键终止测量。

“测量设定时间”可设定为2s、10s或20s。

此后，仪器对本次测量结果自动暂存。

ZXZD-30仪器最多可暂存8个“单次”测量结果。

完成测量后，用户可以通过查看↑键、查看↓键和存入键在这8个暂存的“单次”测量结果中，有选择地将有效测量结果存入到仪器的数据存储器中，该数据存储器的数据掉电不会丢失。

“连续”为“长时间测量”方式。

在“连续”工作方式下，启动测量后，当测量时间达到“测量设定时间”后，仪器将本次测量结果自动暂存，并自动进入下一次测量，……，如此往复，直到进行了8次测量后，便自动退出测量或按启/停键终止测量。

此后，同“单次”工作方式一样，用户可以通过查看↑键、查看↓键和存入键在这8个暂存的“连续”的测量结果中，有选择地将有效测量结果存入到仪器的数据存储器中。

屏幕键：

用于在测量界面和相关信息界面间屏幕切换。

菜单键：

用于选择各项操作功能。

这些操作功能包括测量、量程设置、功能选择、传感器调零、清除测量记录、仪器本地化、时间设置等。

测量：

可完成对力、电流的测量、采集、暂存等，同时还可查看当前的多次测量结果或存储在仪器中的以前的测量记录。

设置：

用于设置力、电流的量程、记录时间的长度以及电流类型。

其中力的量程分为2KN、4KN、8KN三档；电流的量程分为2A、4A、8A、16A四档；记录时间可设置成2s、10s或20s三种；电流类型为交流AC或直流DC。

调零：

完成对力、电流传感器的自动调零。

功能：

完成删除所有以前存储在仪器中的测量记录。

初始：

用于时间设置、本地化信息输入。

确认键：

该按键具有五种功能。

●与菜单键配合完成各项功能的选择和参数的设置。

●查看以前存储在仪器中的测量记录时，用于退出该查看状态。

●用于确认清除以前存储在仪器中的测量记录。

●用于输入相关信息的确认。

●用于传感器校准。

校准时，用于确认参数的输入。

启/停键：

在测量状态下，用于控制启动或终止仪器测量。

当仪器不处于测量状态时，按该键可启动数据采集，进行测量。

相反，当仪器处于测量状态时，按该键可终止数据采集，停止测量。

←、→、↑、↓键：

在测量状态下，用户可通过这四个“方向”键移动光标完成对测量曲线的分析；在设置、调零、功能、初始等功能选择状态下，通过使用这四个键可完成对量程、调零、清除、时间、本地化等的设置。

光标键：

在“测量”或查看“记录”状态下，使用该键可完成对“标尺”类型的切换。

按住该键（10秒以上），同时接通电源，仪器进入“传感器校准”操作界面。

3.2（显示屏）屏幕介绍

ZXZD-30仪器采用具有宽视角、单色、全反射等特性的适合野外使用的5吋320×240点阵工业用图形液晶显示屏（LCD），可将测量结果以曲线的形式显示出来，类似数字示波器显示方式。

用户根据需要可以将仪器设置为单通道方式，即单独记录力或电流曲线；也可以设置为是双通道方式，即同时记录力和电流曲线。

ZXZD-30仪器的屏幕显示格式有三种：

测量情况下的屏幕显示格式（也称测量界面）、相关信息情况下的屏幕显示格式（也称相关信息界面）和校准情况下的屏幕显示格式（也称校准界面）。

分别如图3.2-1、3.2-2、3.2-3所示。

图3.2-1测量情况下的屏幕显示格式

图3.2-2相关信息情况下的屏幕显示格式

图3.2-3校准情况下的屏幕显示格式

下面详细描述测量情况下的屏幕显示格式（测量界面），其它两种界面将在说明书的第4部分介绍。

测量界面按功能划分，共有11个区，如图图3.2-4。

其中：

菜单区：

“光标”所处的位置表示仪器当前的所处的“功能”状态。

“光标”的位置可由菜单键激活，由←、→改变，按确认键进入各菜单功能。

图3.2-4测量情况下的屏幕格式

当前仪器特征参数区：

用于指示当前所使用的力传感器直径和受力方向、被测电流的类型以及电池剩余电量等

●“φ25”表示当前仪器使用“销式力传感器”的直径为φ25mm。

“φ22”表示当前仪器使用“销式力传感器”的直径为φ22mm。

“φ46”表示当前仪器使用“垫式力传感器”的直径为φ46mm。

●“AC”表示当前仪器电流测量设置为“交流”。

“DC”表示当前仪器电流测量设置为“直流”。

●“左”表示测量的“转换力”的动作方向“向左”。

“右”表示测量的“转换力”的动作方向“向右”。

●指示电池当前剩余电量。

ZXZD-30仪器采用棒形图表示。

操作状态栏区：

●当显示“测量”时表示仪器处于“准备测量”或当前测量结果“查看”状态。

●当显示“测量■”时表示仪器正在进行“测量”。

●当显示“设置”时表示仪器处于“力”和“电流”量程、“时间”记录长度及“AC/DC”设置操作界面。

●当显示“调零”时表示仪器处于“力”和“电流”两个传感器调零操作界面。

●当显示“功能”时表示仪器处于“功能”操作界面。

ZXZD-30仪器的“功能”操作界面只安排了“清除”记录功能。

●当显示“连接”时表示仪器当前正在与PC机进行握手联络。

●当显示“通讯■”时表示仪器当前正在与PC机进行通讯。

●当显示“记录”时表示仪器处于以前测量记录的“查看”操作界面。

工作参数区：

●当

区显示“测量”或“记录”时，本区的参数表示的是测量参数，分别有力的瞬时值（或最大值）、力的最大稳态值、电流的瞬时值（或最大稳态值）。

因此，在后面的章节中我们有时将此时（仪器处于“测量”或“记录”状态）的工作参数区称为测量参数区。

●当

区显示“设置”时，本区的参数表示当前所选择的测量量程和电流类型。

●当

区显示“调零”时，本区的参数表示当前“力”和“电流”两个传感器零点采样值。

●当

区显示“功能”时，本区参数为“是”或“否”，表示是否要删除以前存储在仪器中的全部测量“记录”。

●当

区显示“记录”时，本区的参数是所要查看以前存在仪器中的测量记录所对应的测量参数，分别为力的最大值、力的最大稳态值、电流的最大稳态值等。

●当

区显示“连接”时，表示仪器正等待与PC机通讯。

●当

区显示“错误”时，表示仪器与PC机通讯有误。

当前标尺状态区：

共有关闭标尺、时间标尺、力标尺、电流标尺等四种标尺状态。

●显示“关闭”，表示标尺关闭。

●显示“时间”，表示标尺为一纵向标尺，通过按→键或←键可在水平方向上移动标尺，其数值为当前标尺所处的时刻。

●显示“力”，表示标尺为一横向标尺，通过按↑键或↓键可在竖直方向上移动标尺，其数值为当前标尺所处的力的对应值。

●显示“电流”表示标尺为一横向标尺，通过按↑键或↓键可在竖直方向上移动标尺，其数值为当前标尺所处的电流的对应值。

我们这样安排是为了让用户可以利用这几个键对测量结果进行分析，以获得其它有用信息。

例如：

对所测量的结果，如力和电流曲线，用户可以通过光标键再配合→键或←键的调整，就可分析出被测转辙机的转换时间；再如：

对国产ZD6系列直流转辙机电流曲线进行分析，用户就可以知道被测转辙机的工作电流和摩擦电流。

这些对在轨了解转辙机工作情况以及现场分析故障和排除故障特别有用，这是本仪器特色之一。

测量方式标志区：

本仪器测量有“单次”、“连续”两种工作方式，分别对应两种测量方式，其含义请参见3.1节，方式的选择是通过按方式键完成的。

电流刻度：

分为四档量程刻度（0—2A、0—4A、0—8A、0—16A、），可供选择。

电流刻度的图形分辨情况为：

1大格=5小格=25个像素点。

所以，当量程为0—2A时，电流的分辨情况为：

1大格=0.5A，1小格=0.1A，1像素点=0.02A。

当量称为0—4A时，电流的分辨情况为：

1大格=1A，1小格=0.2A，1像素点=0.04A。

当量称为0—8A时，电流的分辨情况为：

1大格=2A，1小格=0.4A，1像素点=0.08A。

当量称为0—16A时，电流的分辨情况为：

1大格=4A，1小格=0.8A，1像素点=0.16A。

记录时间刻度：

分为三档（2秒、10秒和20秒）可供选择。

时间刻度的图形分辨情况为：

1大格=5小格=25个像素点。

所以，当记录时间长度选择为2秒时，时间的分辨情况为：

1大格=0.2秒，1小格=0.04秒，1像素点=0.008秒。

当记录时间长度选择为10秒时，时间的分辨情况为：

1大格=1秒，1小格=0.2秒，1像素点=0.04秒。

当记录时间长度选择为20秒时，时间的分辨情况为：

1大格=2秒，1小格=0.4秒，1像素点=0.08秒。

曲线记录区：

曲线记录区被“零刻度”横线分为两部分，对于“力”的测量而言，上半部分表示力的动作方向向“右”，下半部分表示力的动作方向向“左”；对于“直流电流”的测量而言，上半部分表示电流的流向与传感器标记的方向相同，下半部分表示电流的流向与传感器标记的方向相反；对于“交流电流”的测量而言，曲线总是在上方。

力刻度：

分为三档（0—2KN、0—4KN、0—8KN）可供选择。

同电流情况一样，力刻度的图形分辨情况也为：

1大格=5小格=25个像素点。

所以，当量程为0—2KN时，力的分辨情况为：

1大格=0.5KN，1小格=0.1KN，1像素点=0.02KN。

当量程为0—4KN时，力的分辨情况为：

1大格=1KN，1小格=0.2KN，1像素点=0.04KN。

当量程为0—8KN时，力的分辨情况为：

1大格=2KN，1小格=0.4KN，1像素点=0.08KN。

记录序号区：

此处的数字为某一记录的序号，分别有“*数字”和“数字”两种格式，含义不同。

有“*”的表示屏幕显示的测量结果是以前保存在仪器内的测量记录；而没有“*”的则表示当前屏幕显示的是本次开机后的以“数字”为序号的测量结果。

4.具体操作方法

具体操作前，用户应首先明确如下问题：

1．待测转辙机的型号和工作过程

2．转辙机与道岔的连接销孔直径

3．测量内容（力—时间、电流—时间、力/电流—时间）

4．力、电流变化的大致范围、转换时间长度

5．测量方式

下面讲述ZXZD-30仪器的具体操作。

4.1传感器的安装和连接

ZXZD-30仪器在设计时安排了三种类型（共四只传感器），销式力传感器（直径φ22mm，φ25mm）、垫式力传感器和夹钳式交直电流传感器，可分别用于测量转辙机转换力和转换过程中的电机电流。

在进行具体测量时，因测量目的不同，用户有可能只要求对力进行测量，或只要求对电流进行测量，也可对力和电流同时进行测量，此时用户可根据需要连接上相应的传感器，同时用力/电流键进行选择。

具体操作见4.3节。

4.1.1力传感器的安装和连接

1．垫式力传感器的安装

1）选择测试点，该点应与转辙机动作杆延伸点（牵引点）越接近越好。

2）在确定转辙机断电的情况下，将垫式力传感器的磁性垫放于基本轨（固定轨）内侧中部的测试点上，其相应的尖轨处（动轨）应有一约1平方厘米的平面（受力面），然后将垫式力传感器安放在该磁性垫上，应注意传感器的连接电缆不要被夹住。

2.销式力传感器的安装

用户安装销式力传感器应按以下步骤进行：

1）根据被测转辙机与道岔的连接销孔直径选择力传感器的直径。

随本机提供的直径为φ22mm的力传感器，它只能用于测量国产ZD、ZDJ、ZY等系列交、直流电动转辙机。

而直径为φ25mm的力传感器，它只能用于测量西门子信号公司的S700K系列交流电动转辙机。

2）使力传感器的受力方向（标于力传感器的盖上）与转辙机动作杆的动作方向一致。

3）将力传感器紧密装入道岔与转辙机连接的销孔中。

4）传感器受力方向的判断方法：

若人站在铁轨与转辙机之间面对力传感器，铁轨在左，转辙机在右，并且传感器的出线指向人的方向。

那么，转辙机动作杆的运动方向就是传感器的受力方向。

即转辙机动作杆向左运动（相对人而言）时，将来测量时在屏幕上显示的传感器的受力方向就为左；反之，转辙机动作杆向右运动（相对人而言）时，将来测量时传感器的受力方向则为右。

一般情况而言，由于左右是相对的，所以绝大多数用户对力是向左还是向右的方向不太关心，只要明确向左是一个方向的力，向右则是另一个方向的力。

5）为防止力传感器在动作过程中从连接处脱落，专门在力传感器底部设有一个销孔。

在安全性重要的场合，必须安装销子以防止在测量过程中传感器从连接处脱落。

6）测量工作结束后，必须在道岔与转辙机连接的销孔中装上原有的连接销。

3．力传感器的连接

将待使用的力传感器插头（7芯）插入仪器的力传感器插座完成连接。

若更换力传感器，须要先断开电源，再插入待用的传感器，接通电源后方可进行测量。

ZXZD-30型仪器能自动识别力传感器的直径。

4.1.2电流传感器的连接和安装

1．电流传感器的安装

用户安装电流传感器应按以下步骤进行：

1）确认被测转辙机是直流还是交流电动转辙机。

2）使待测电流导线位于夹钳式电流传感器的测试口中。

3）为保证测量准确，夹钳式电流传感器的测试口必须闭合。

2.电流传感器的连接

将电流传感器的插头（5芯）插入仪器的电流传感器插座以完成连接。

4.2选择测量方式

本仪器具有两种测量方式：

“单次”方式和“连续”方式。

按方式键进行选择。

“单次”方式下的屏幕显示如图4.2-1，“连续”方式下的屏幕显示如图4.2-2（注意图中的箭头位置）。

“单次”方式为限时测量方式，当测量时间达到设定时间（横坐标2秒、10秒、20秒），仪器自动退出测量。

在测量