华东交通大学 车辆电器装置 客车轴温报警器
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为运算放大器的输入阻抗很大，因此它们的输入电 流很小，几乎为零，这样使U4的电位与U2的电位 相等，由于U2与U4的压差由稳压管V2作用而稳定， 即U1-U4=U1-U2也保持稳定，由于R不变，使流 过传感器的工作电流不变。
2．多路电子开关
本仪器采用的模拟开关CD4051为八选一多路 电子开关，由图可知，改变输入端C、B、A的二 进制数值能使某一路开关接通，并由3号输出端向 轴温显示器输出该轴位的轴温电压信号。
由于数字传感器和控制显示器之间传输的是数字信号， 而不是电压值，且带有校验功能，因此相对于模拟传感器， 串联电阻和并联电阻对数字传感器的影响很小。
当使用数字式传感器时，计算机不断地向数字式传感 器发出温度转换命令，然后检测传感器温度转换是否完成， 当温度转换完成后，则把读取的温度值进行比较。如果不 正确，则重新读取。
数字传感器内部其实也是PN结，它采用专用的变换电 路把温度转变成数字信号，控制器在读取数字温度传感器 的信号时不需要再经过其它转换而直接读取温度的数字信 号。为保证温度数据的完整性，准确性，DS1820在输出 温度数据时，附有CRC校验，这样可以保证控制器读取正 确温度。
DS1820具有独特的单总线数字接口，即DS1820与控 制器交换数据时，不需要单独供电。其数据线既可以用来 读取数据，也可以用于向DS1820供电，在轴报中，只需 要数据线和地线就可以测温。
第九章 客车轴温报警器
第一节 轴温报警器概述
轴温报警器是一种车载自动巡回检测轴承温度 变化，超限预警的装置，对运行中的旅客列车进行 轴承状态监测，当车辆车轴轴颈温度超过允许的温 升数值时，能自动定量告警 。
一、轴温报警器分为： 1.分立式 2.集中式 二、轴温报警器组成： 1.温度传感器（车下） 2.温度报警仪（车上）
当使用模拟式传感器时，由传感器来的信号经微型计 算机进行控制处理。首先，模拟式传感器所产生的电压信 号通过A/D转换为数字信号，计算机读取转换后的数字信 号进行数字滤波，对经过滤波后的数值进行计算处理，转 换为温度值。
仪器把温度值送到显示屏显示，同时对得到的温度进 行判断，如达到所规定的报警温度即进行声光报警，并将 有关信号通过调制解调器送出使其它车厢亦进行报警，并 显示出超温度的车厢、轴位和轴温，达到集中监测的目的。 仪器根据需要，可以联接IC卡轴温数据记录仪，实现轴温 监测的自动化。
第二节 温度传感器
一、模拟传感器
轴温模拟传感器，采用两只二极管串联使用，并在两 端并联一只电容，提高了其灵敏度及抗干扰能力。
（1）传感器的性能参数如下：
工作电流 300±2% µA
并联电容 串联电阻 并联电阻
0.1µF 13Ω，附加误差< 1℃ 80KΩ，附加误差< 1.5℃
工作环境温度 -50℃～129℃ 测量温度范围 20℃～90℃
（二）温度传感器工作原理：
DS1820测温是通过对时钟周期计数实现的。 电路中有两个振荡器a和b，a振荡周期不随温度变 化，b的振荡周期随温度变化而成比例变化。电路 在振荡器a的一个振荡正半周期内（门控周期）， 对振荡器b的周期计数，计数的结果就对应了温度 值，如图：
三、轴温传感器结构与安装：
1.传感器为螺栓结构
温度与电压特性应符合下式：
V=（1235-4.36t）±4.36mv V—传感器两端电压（mv）
t—温度，在-45℃～120℃之间（℃） 工作环境相对湿度 不大于95%
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(2)轴温传感器作用:传感器对车轴温度感应探测，并将温度变 化的物理量转变成电信号，送入数字式仪表进行放大、转换。
(3)轴温传感器工作原理：二极管的温度特性可知，当温度变 化时，二极管的正向伏安特性曲线将发生变化，温度越高，电流变 大，特性曲线左移。如图
假设二极管电流一致，则其压降与温度成一定 关系，即温度升高，管压降降低，利用此特性可将 半导体二极管制成负温度系数的传感器。
由上图所示的传感器伏安曲线的温度特性可看 出：当传感器工作电流ID为300UA时，传感器两端的 电压与温度有关，其灵敏度为约为-4.36mv/℃，当 温度恒定，工作电流改变时，V也改变，因此，工 作电流应为恒流，不受环境影响。使电压与温度成 反比。
传感器固定在每个轴端的箱体上，用电缆与安 装在乘务员室内的仪表联接。采用铜质材料，外形 高度不大于50mm，连接螺杆长度不大于15mm， 采用普通螺纹M16，其螺杆长为15mm，螺纹有效 长度为13mm。传感器引出线长为750mm，接线 端应附带4mm的镀银焊片。
2.传感器的安装
按照规定方式进行配线，将传感器引线接至仪 器接线端。按照部统一规定，接线端的排列顺 序如下：
禁止端INH为“0”时，根据输入的地址码C、B、 A状态，选通一个通道，输出对应轴位的轴温电压 信号。
例如：C、B、A为0、0、0时选通0位（即8 位）,1、0、0时选通4位，1、0、1时选通5位，其 通路符合4C+2B+1A
禁止端INH为“1”时，8个通道全部关断
3．脉冲信号发生器及单稳电路
如图所示为脉冲信号发生器及单稳电路作锁定 时间为2分钟的间息脉冲发生器。它们是由一块 7556CMOS双时基电路组成，其中一时基电路作 一基本多谐振荡器为脉冲信号发生器，另一时基电 路作一标准的单稳电路。
第三节 TKZW―1T型分立式轴温报警器 一·组成：
由温度传感器、轴位电路、多路电子开关、信 息处理电路、A/D转换电路、报警电路及电源变换 电路组成。
其原理图及框图如图
1.信号处理电路
为了保证流过二极管传感器的工作电流恒定， 采用了传感器信号处理电路，由稳压管V2和运放 组成的恒流电路。如图
当U2电压随温度升高而降低时，运放的正向 输入端电压上升，使输出电压U1下降；当U2电压 随温度下降而升高时，输出电压U1上升。即U1随 U2的变化而变化，但U1-U2可保持不变，这是因
二、数字温度传感器
DS1820数字温度传感器具有抗干扰能力强、 功耗低、高性能、选配微处理器容易等优点。
(一）特点： 1.传感器内部将模拟信号转换成数字信号，以 脉冲数字的形式输出温度信号；
2.可联网，方便分散点测量； 3.通过数据线提供寄生电源，不需再单独供电； 4.温度测量精度高； 5.报警检测命令可识别和定位温度超限节点。
2．多路电子开关
本仪器采用的模拟开关CD4051为八选一多路 电子开关，由图可知，改变输入端C、B、A的二 进制数值能使某一路开关接通，并由3号输出端向 轴温显示器输出该轴位的轴温电压信号。
由于数字传感器和控制显示器之间传输的是数字信号， 而不是电压值，且带有校验功能，因此相对于模拟传感器， 串联电阻和并联电阻对数字传感器的影响很小。
当使用数字式传感器时，计算机不断地向数字式传感 器发出温度转换命令，然后检测传感器温度转换是否完成， 当温度转换完成后，则把读取的温度值进行比较。如果不 正确，则重新读取。
数字传感器内部其实也是PN结，它采用专用的变换电 路把温度转变成数字信号，控制器在读取数字温度传感器 的信号时不需要再经过其它转换而直接读取温度的数字信 号。为保证温度数据的完整性，准确性，DS1820在输出 温度数据时，附有CRC校验，这样可以保证控制器读取正 确温度。
DS1820具有独特的单总线数字接口，即DS1820与控 制器交换数据时，不需要单独供电。其数据线既可以用来 读取数据，也可以用于向DS1820供电，在轴报中，只需 要数据线和地线就可以测温。
第九章 客车轴温报警器
第一节 轴温报警器概述
轴温报警器是一种车载自动巡回检测轴承温度 变化，超限预警的装置，对运行中的旅客列车进行 轴承状态监测，当车辆车轴轴颈温度超过允许的温 升数值时，能自动定量告警 。
一、轴温报警器分为： 1.分立式 2.集中式 二、轴温报警器组成： 1.温度传感器（车下） 2.温度报警仪（车上）
当使用模拟式传感器时，由传感器来的信号经微型计 算机进行控制处理。首先，模拟式传感器所产生的电压信 号通过A/D转换为数字信号，计算机读取转换后的数字信 号进行数字滤波，对经过滤波后的数值进行计算处理，转 换为温度值。
仪器把温度值送到显示屏显示，同时对得到的温度进 行判断，如达到所规定的报警温度即进行声光报警，并将 有关信号通过调制解调器送出使其它车厢亦进行报警，并 显示出超温度的车厢、轴位和轴温，达到集中监测的目的。 仪器根据需要，可以联接IC卡轴温数据记录仪，实现轴温 监测的自动化。
第二节 温度传感器
一、模拟传感器
轴温模拟传感器，采用两只二极管串联使用，并在两 端并联一只电容，提高了其灵敏度及抗干扰能力。
（1）传感器的性能参数如下：
工作电流 300±2% µA
并联电容 串联电阻 并联电阻
0.1µF 13Ω，附加误差< 1℃ 80KΩ，附加误差< 1.5℃
工作环境温度 -50℃～129℃ 测量温度范围 20℃～90℃
（二）温度传感器工作原理：
DS1820测温是通过对时钟周期计数实现的。 电路中有两个振荡器a和b，a振荡周期不随温度变 化，b的振荡周期随温度变化而成比例变化。电路 在振荡器a的一个振荡正半周期内（门控周期）， 对振荡器b的周期计数，计数的结果就对应了温度 值，如图：
三、轴温传感器结构与安装：
1.传感器为螺栓结构
温度与电压特性应符合下式：
V=（1235-4.36t）±4.36mv V—传感器两端电压（mv）
t—温度，在-45℃～120℃之间（℃） 工作环境相对湿度 不大于95%
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(2)轴温传感器作用:传感器对车轴温度感应探测，并将温度变 化的物理量转变成电信号，送入数字式仪表进行放大、转换。
(3)轴温传感器工作原理：二极管的温度特性可知，当温度变 化时，二极管的正向伏安特性曲线将发生变化，温度越高，电流变 大，特性曲线左移。如图
假设二极管电流一致，则其压降与温度成一定 关系，即温度升高，管压降降低，利用此特性可将 半导体二极管制成负温度系数的传感器。
由上图所示的传感器伏安曲线的温度特性可看 出：当传感器工作电流ID为300UA时，传感器两端的 电压与温度有关，其灵敏度为约为-4.36mv/℃，当 温度恒定，工作电流改变时，V也改变，因此，工 作电流应为恒流，不受环境影响。使电压与温度成 反比。
传感器固定在每个轴端的箱体上，用电缆与安 装在乘务员室内的仪表联接。采用铜质材料，外形 高度不大于50mm，连接螺杆长度不大于15mm， 采用普通螺纹M16，其螺杆长为15mm，螺纹有效 长度为13mm。传感器引出线长为750mm，接线 端应附带4mm的镀银焊片。
2.传感器的安装
按照规定方式进行配线，将传感器引线接至仪 器接线端。按照部统一规定，接线端的排列顺 序如下：
禁止端INH为“0”时，根据输入的地址码C、B、 A状态，选通一个通道，输出对应轴位的轴温电压 信号。
例如：C、B、A为0、0、0时选通0位（即8 位）,1、0、0时选通4位，1、0、1时选通5位，其 通路符合4C+2B+1A
禁止端INH为“1”时，8个通道全部关断
3．脉冲信号发生器及单稳电路
如图所示为脉冲信号发生器及单稳电路作锁定 时间为2分钟的间息脉冲发生器。它们是由一块 7556CMOS双时基电路组成，其中一时基电路作 一基本多谐振荡器为脉冲信号发生器，另一时基电 路作一标准的单稳电路。
第三节 TKZW―1T型分立式轴温报警器 一·组成：
由温度传感器、轴位电路、多路电子开关、信 息处理电路、A/D转换电路、报警电路及电源变换 电路组成。
其原理图及框图如图
1.信号处理电路
为了保证流过二极管传感器的工作电流恒定， 采用了传感器信号处理电路，由稳压管V2和运放 组成的恒流电路。如图
当U2电压随温度升高而降低时，运放的正向 输入端电压上升，使输出电压U1下降；当U2电压 随温度下降而升高时，输出电压U1上升。即U1随 U2的变化而变化，但U1-U2可保持不变，这是因
二、数字温度传感器
DS1820数字温度传感器具有抗干扰能力强、 功耗低、高性能、选配微处理器容易等优点。
(一）特点： 1.传感器内部将模拟信号转换成数字信号，以 脉冲数字的形式输出温度信号；
2.可联网，方便分散点测量； 3.通过数据线提供寄生电源，不需再单独供电； 4.温度测量精度高； 5.报警检测命令可识别和定位温度超限节点。