机车信号的准确测量密切关系着机车的安全运输。机车信号的作用是自动反映前方地面信号,指示司机运行。机车装有感应器,地面设有轨道电路,机车感应器接收地面传来的控制信号,经过解码使机车信号机准确显示与前方地面信号机相同的信号。近年来我国机车信号技术发展主要集中在单片机通用式机车信号方面,实现了仪表测量自动化,独立进行数据分析处理。仪表的高精度、高可靠性和高稳定性,保障铁路运输安全高效运行。本课题提出一种多功能机车在线测量仪的设计方法,测量机车在线运行状态,为车载设备的故障分析提供了较为有力的证据。本文针对机车信号所需的各个属性参数,综合阐述当今国内外多种电压值、电感参数的测量方法,进一步提出了机感电感值和品质因数的测量方法,并通过实验对比真值验证了算法的可靠性、可行性,并从仪器的理论模型、设计原理和技术支撑等方面进行了阐述,详细介绍了该仪器硬件和软件的设计理念及方法。本课题以PIC16F877A单片机作为仪器的核心处理器搭建硬件电路,研制出便携式机车在线测量仪。本系统硬件电路简单,信号测量速度快,体积小、重量轻、便于携带,操作便捷。硬件部分主要包括电压测量、电感值及品质因数、其直流电阻测量三个测试模块,并涉及到采集电压信号、PIC单片机信号处理、串行扩展存储器、键盘操作、液晶汉字显示以及串口转USB数据传输等模块。在系统软件设计上主要有PIC系统程序设计和上位机应用程序开发两部分。下位机在MAPLAB-IDE开发环境下,采用C语言编写PIC系统程序开发了采集、处理、存储、通讯等相应的程序,将存储在外扩串行存储器中的测量数据上传至上位机,通过用户界面显示出来。上位机(PC机)用户操作界面具有根据主板号、机车号、人员号等项目查询特定数据的功能,能够显示硬件测量系统传输的数据,并按不同类型进行查询、生成报表和打印。现场调试和测试结果表明,本仪器整体稳定性、精度等各项指标达到技术要求,满足现场需求。