轴温报警器检测平台的设计与实现
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、 匐 化 ｌ 违
圆 姻
轴温报警器检测平台的设计与实现
Ａ ｃｏｍ ｐｕ ｅｒｄｉ ｐｌ ｎ ｅｒ ａ ｔ ｓ ａｙ ｉ ｔ ｆ ｃｅ ｄｅｓ ｇｎ ｆ ｈ ａｘｌ ｔ ｉ ｏｒｔ ｅ ｅ ｅｍ ｐｅｒ ｕｒ ａｔ ｅ
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Ｉ
主机 上 的传 感 器 接 口上 ， 观 察 轴温 报 警 器 的液 晶
ｌ 似 Ｉ ８
中两个 电路 的设 计 。
显 示 是不 是 相 对 应 的 温 度 ， 如 果 是 ，说 明轴 温 报 警器 的温度 检测 及信 号处理 装置 工作 正 常 。
路 ，输 出 信 号通 过 单 稳 态 触 发 电路 后 送 单 片机 。 同时 ，为 了 测量 第 一 路 恒 流 源 的精 确 值 ，将 第一 路 输 出信 号加 到 精 密 电阻上 并 采用Ｔ Ｃ１ ５ ＩＡ Ｄ Ｌ ５ ０ ／ 转 换 器 将 该 电压 模 拟 量 转 换 成数 字 量 存 储 到单 片
安 全 运 行产 生 很 大 的影 响 。 因此 我 们 设 计 了一 款 检 测平 台 ，专 门对 车载 型火 车 轴 温 报 警 器 的性 能 进 行 测试 ，保 证 轴 温报 警 器 正 常 工 作 从 而保 证 火 车安 全运 行 。
在设 计 的 过程 中 ，考 虑￣ Ｐ 机 的广 泛 应用 以 ＩＣ ［ 及Ｐ Ｃ机人 机 交 互 界 面使 用 的 简捷 、 易操 作 ，我 们
八 路 通 道 ， 即各 外 接 八 个 温 度传 感 器 ，主机 内有
八 路 处 理 电 路 ， 可 以 实 现 对 八 点 轴 位 的 温 度 检
测 。在 以下 的介 绍 中 ， ’我们 把 轴 温 报 警 器 整机 分 成传 感器 和轴温 报警 器主 机两个 部分 。
２ 检测平 台测试 原理
采 用 串 行 通 信 的 方 式 以Ｐ Ｃ机 作 为 上 位 机 进 行 显
对 模 拟 式轴 温 报 警 器 主 机 内部 恒 流 源 的检 测
采用 电流一 电压 转 换 法 ，将 恒 流 源 加 到 精 密 电 阻 上 ，根 据误 差 范 围计 算 出 上 、下 限 电压值 并 利 用
基 准 电 压 电路 输 出该 电压值 加 到 电压 窗 口电较 电
作 、效率高 、精度高。
关键字 ：轴温报警器检测 ；Ｐ 机显示界面 ；单片机 ；串行通信 Ｃ
中 国分 类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文 献 标识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０－０ （ ０ ｏ—０ ５－０ ９ １４２１）８ ０６ ３ ０ ３ ｏ
Ｄｏ ：１ ． ９ ９ ． ｓ １ ０ －０ ４． Ｏ ． ８． ８ ｉ ３ ６ ／｝ｉ ｎ． ０ ９ １ ０ ｓ ３ ２１ ０ １ ０
气信息工程学院 ，吉林 １ ２ ２ ；４ 常州纺 织服装职业技术学院 机 电系，常州 ２ ３ ６ ） ３０ １ ． １ １４
摘
要： 文章针对目前铁路部门常用 的模拟式轴温报警器、数字 式轴温报警器设计了一款以单片机为
微处理器 的检测平台 ，通过串行通信 以Ｐ Ｃ机作为操作界面 ，使得检测 工作简单、直观 、易操
张 玉欣 ’ 一，贾君 贤 ，葛 文奇 ’
ＺＨ ＡＮＧ ｕ ｘｎ卜 ， Ｉ ｕ ． ｉｎ ， ｅ ． ｉ Ｙ ． ｉ ＪＡ Ｊ ｎ ｘａ ＧＥ Ｗ ｎ ｑ’
（． １ 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 ，长春 １ ０３ ；２ 中国科学院 研究生 院，北京 １０ ３ ：３ 北华大学 电 ３ ０３ ． ００９ ．
３ ℃ 、５ ℃ 、８ ℃ 、９ ℃五 个 温 度下 的 电压 值 ， ０ ０ ０ Ｏ
用 硬 件 电 路仿 真 出这 五 个 电压 值 加 到 轴 温报 警 器
收稿日期：２０ －１－ ７ ０９ ０ ０ 作者简介：张玉欣 （９ ９ ），女 ，讲师 ，博士研究生 ，主要从事智能控制、像移补偿方面的研究工作 。 １７ 一 【６ 第３ 卷 ５】 ２ 第８ 期 ２１— ００ ８
机 ，并上 传到Ｐ 机 显示 。 Ｃ
模拟 式 轴 温报 警 器 所使 用 的 双Ｐ Ｎ结传 感器 ， 数 字 式 轴 温 报 警 器 采 用 ＤＳ Ｂ２ 数 字 温 度 传 感 ８ ０ １ 器 。模拟 式 轴 温 报 警 器 、数 字式 轴 温 报 警 器各 有
计 算 出在 恒 定 电 流 ３ ０ Ａ时 Ｐ Ｎ结 在 ０℃ 、 ０Ｈ —
示 、控 制双 重功 能 。
１ 轴温报警器简介
轴温 报 警 器 ｎ ．主要 由温 度 传 感器 采 集 火车 车 ２
轴 温 度信 号 ，然 后 通 过 部 电路 进 行 信 号处 理 、 显 示 及报 警 等 。根 据 使 用 的传 感 器 类 型 分 为模 拟 式 、数 字 式两种 。
２１ 模拟 式轴 温报 警器 的检测 原理 ． 采 用 三 端 可 调 式 集 成 恒 流 源 ＬＭ ３ ４ 成 构 ３
３ ０ｌＡ恒流 源通 过 由５ ５ ０ ａ ５ 构成 的八路 环形 时序 发生 器 顺序 加 到 八个 被 检 测Ｐ Ｎ结 上 ，通 过基 准 电压 电
路 、窗 口 比较 电路 等实 现 对Ｐ Ｎ结传 感器 的 检 测 ， 允许 误差 范 围是 ±１ 。 ℃
０ 引言 Байду номын сангаас
现 在 铁路 部 门大 量 使 用 的 车 载 型 火车 轴 温 报 警 器 ，它 能 实 时 地 检 测 、 记录 运 行 中火 车车 轴 的
温 度 ，超 过 安 全 温 度 则 发 出报 警 信 号 。在列 车 运
行 中 由于 震 荡 、温 度 等 环境 因素 的 影 响 有可 能 使 其设 备 中 的器 件 老 化 、 损坏 导 致 其 输 出的 电信 号 不 能够 客 观 地 反 映 出车 轴 的真 实 温 度 ，对火 车 的
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轴温报警器检测平台的设计与实现
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显 示 是不 是 相 对 应 的 温 度 ， 如 果 是 ，说 明轴 温 报 警器 的温度 检测 及信 号处理 装置 工作 正 常 。
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安 全 运 行产 生 很 大 的影 响 。 因此 我 们 设 计 了一 款 检 测平 台 ，专 门对 车载 型火 车 轴 温 报 警 器 的性 能 进 行 测试 ，保 证 轴 温报 警 器 正 常 工 作 从 而保 证 火 车安 全运 行 。
在设 计 的 过程 中 ，考 虑￣ Ｐ 机 的广 泛 应用 以 ＩＣ ［ 及Ｐ Ｃ机人 机 交 互 界 面使 用 的 简捷 、 易操 作 ，我 们
八 路 通 道 ， 即各 外 接 八 个 温 度传 感 器 ，主机 内有
八 路 处 理 电 路 ， 可 以 实 现 对 八 点 轴 位 的 温 度 检
测 。在 以下 的介 绍 中 ， ’我们 把 轴 温 报 警 器 整机 分 成传 感器 和轴温 报警 器主 机两个 部分 。
２ 检测平 台测试 原理
采 用 串 行 通 信 的 方 式 以Ｐ Ｃ机 作 为 上 位 机 进 行 显
对 模 拟 式轴 温 报 警 器 主 机 内部 恒 流 源 的检 测
采用 电流一 电压 转 换 法 ，将 恒 流 源 加 到 精 密 电 阻 上 ，根 据误 差 范 围计 算 出 上 、下 限 电压值 并 利 用
基 准 电 压 电路 输 出该 电压值 加 到 电压 窗 口电较 电
作 、效率高 、精度高。
关键字 ：轴温报警器检测 ；Ｐ 机显示界面 ；单片机 ；串行通信 Ｃ
中 国分 类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文 献 标识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０－０ （ ０ ｏ—０ ５－０ ９ １４２１）８ ０６ ３ ０ ３ ｏ
Ｄｏ ：１ ． ９ ９ ． ｓ １ ０ －０ ４． Ｏ ． ８． ８ ｉ ３ ６ ／｝ｉ ｎ． ０ ９ １ ０ ｓ ３ ２１ ０ １ ０
气信息工程学院 ，吉林 １ ２ ２ ；４ 常州纺 织服装职业技术学院 机 电系，常州 ２ ３ ６ ） ３０ １ ． １ １４
摘
要： 文章针对目前铁路部门常用 的模拟式轴温报警器、数字 式轴温报警器设计了一款以单片机为
微处理器 的检测平台 ，通过串行通信 以Ｐ Ｃ机作为操作界面 ，使得检测 工作简单、直观 、易操
张 玉欣 ’ 一，贾君 贤 ，葛 文奇 ’
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３ ℃ 、５ ℃ 、８ ℃ 、９ ℃五 个 温 度下 的 电压 值 ， ０ ０ ０ Ｏ
用 硬 件 电 路仿 真 出这 五 个 电压 值 加 到 轴 温报 警 器
收稿日期：２０ －１－ ７ ０９ ０ ０ 作者简介：张玉欣 （９ ９ ），女 ，讲师 ，博士研究生 ，主要从事智能控制、像移补偿方面的研究工作 。 １７ 一 【６ 第３ 卷 ５】 ２ 第８ 期 ２１— ００ ８
机 ，并上 传到Ｐ 机 显示 。 Ｃ
模拟 式 轴 温报 警 器 所使 用 的 双Ｐ Ｎ结传 感器 ， 数 字 式 轴 温 报 警 器 采 用 ＤＳ Ｂ２ 数 字 温 度 传 感 ８ ０ １ 器 。模拟 式 轴 温 报 警 器 、数 字式 轴 温 报 警 器各 有
计 算 出在 恒 定 电 流 ３ ０ Ａ时 Ｐ Ｎ结 在 ０℃ 、 ０Ｈ —
示 、控 制双 重功 能 。
１ 轴温报警器简介
轴温 报 警 器 ｎ ．主要 由温 度 传 感器 采 集 火车 车 ２
轴 温 度信 号 ，然 后 通 过 部 电路 进 行 信 号处 理 、 显 示 及报 警 等 。根 据 使 用 的传 感 器 类 型 分 为模 拟 式 、数 字 式两种 。
２１ 模拟 式轴 温报 警器 的检测 原理 ． 采 用 三 端 可 调 式 集 成 恒 流 源 ＬＭ ３ ４ 成 构 ３
３ ０ｌＡ恒流 源通 过 由５ ５ ０ ａ ５ 构成 的八路 环形 时序 发生 器 顺序 加 到 八个 被 检 测Ｐ Ｎ结 上 ，通 过基 准 电压 电
路 、窗 口 比较 电路 等实 现 对Ｐ Ｎ结传 感器 的 检 测 ， 允许 误差 范 围是 ±１ 。 ℃
０ 引言 Байду номын сангаас
现 在 铁路 部 门大 量 使 用 的 车 载 型 火车 轴 温 报 警 器 ，它 能 实 时 地 检 测 、 记录 运 行 中火 车车 轴 的
温 度 ，超 过 安 全 温 度 则 发 出报 警 信 号 。在列 车 运
行 中 由于 震 荡 、温 度 等 环境 因素 的 影 响 有可 能 使 其设 备 中 的器 件 老 化 、 损坏 导 致 其 输 出的 电信 号 不 能够 客 观 地 反 映 出车 轴 的真 实 温 度 ，对火 车 的