轴温报警器检测平台的设计与实现

闫航 段国辉 胡慧莹

摘  要：铁路部门大量推广使用的车载型高速火车上的轴温温度报警器，它不仅能实时地自动检测、记录铁路运行中车辆火车轴和车轴的转动温度，超过安全带的温度则自动发出报警提示信号。在列车运行中由于车轴震荡、温度等各种环境因素的直接影响而极有可能会致使其传动设备系统中的某些器件发生老化、损坏等并导致其设备输出的高压电信号不完全能够客观地准确反映到输出整个车轴的真实值和温度，对重载火车的安全性和运行性能产生很大的不良影响。因此我们专门设计了一款特别检测测试平台，专门对各种车载型高速火车制动轴温控制报警器的工作性能情况进行特别测试，保证火车轴温控制报警器正常运行工作从而有效保证车载火车安全正常运行。

关键词：轴温报警器;检测平台;设计与实现

引言：

在课程设计的操作过程中，考虑到基于PC的主机的广泛应用以及基于PC机人机交互操作界面易于使用的简捷、易懂的操作，我们主要采用的是串行数据通信的实现方式以及用PC的主机机器作为上位机器来进行信息显示、控制双重交互功能。

1轴温报警器简介

轴温温度报警器主要由温度传感器驱动采集一辆火车停在车轴上的温度检测信号，然后通过内部控制电路驱动进行温度信号采集处理、显示及轴温报警等。根据实际使用的不同传感器器件类型可以分为模拟式、数字式两种。模拟式数字轴温温度报警器所需要使用的双双DPN型联结温度传感器，数字式模拟轴温温度报警器一般采用双dds18b20数字温度传感器。模拟式主机轴温温度报警器、数字式主机轴温温度报警器各内部有一个八路温度通道，即各一路外接八个温度传感器，主机内部各有一个八路温度处理控制电路，可以轻松实现对八点不同轴位的主机温度自动检测。在以下的实例介绍中，我们把驱动轴温温度报警器控制整机结构分成温度传感器和驱动轴温温度报警器控制主机两个部分。

2检测平台测试原理

2.1模拟式轴温报警器的检测原理

采用三端可调式恒流环形直接集成窗口时序八路恒流源lm334构成300ua恒流源系统设计原理通过由555构成的一个基准八路恒流环形直接集成窗口时序远程电流检测发生器组即可直接按一定顺序地进行叠加连接到八个被远程电流驱动检测测量到的位于pn类型连和连及结上，通过直接集成一个基准窗口远程电压检测控制电路、窗口远程电流检测比较驱动控制电路等多种方法即可实现对八个位于pn上的连和连及结上的电流检测传感器的远程实时电流检测。

对采用模拟式的同轴温湿度报警器监控主机内部恒流源的电压检测方法采用基准电流一相和电压三相转换法，将恒流源电压加到精密恒流电阻上，根据输出误差值的范围分别计算其输出上、下限基准电压误差值并然后利用一个基准恒流电压比较电路计算输出该基准电压误差值后再加到基准电压窗口中的电较控制电路，输出电压信号通过一个单稳态电路触发比较电路后自动送入到单片机。同时，为了准确测量第一路恒流源的精确电压值，将第一路源的输出恒流信号直接加到精密数字电阻上并通过采用tlc1550工作的a/d数字转换器将该数字电压源的模拟量转换成一个数字模拟量后经存储后送到一个单片机，并将其上电后传到PC机器上显示。

2.2数字式轴温报警器的检测原理

对一个ds18b20数字温度传感器元件性能的误差检测也可以采用的是单点数字温度误差测试的检验方法，把一个ds18b20数字温度传感器元件放入一个恒温箱，温度控制为600c，此设定温度下使用ds18b20数字温度传感器使其输出的温度数字平均值一般是0078h，根据不同厂家性能要求，允许温度误差测量范围一般是士10c，因此只要此设定温度下使用ds18b20数字温度传感器使其输出的温度数字平均值在0076h-0080h之问，就可直接判定其温度性能优良。直接仿真给出同轴温度量报警器输入主机内部的温度控制器主机传送不同数字温度量所对应的单位数字温度量的一种方法是用来通过仿真计算出一个ds18b20数字温度传感器的温度特性。观察您的轴温温度报警器的温度液晶芯片显示温度是不是相当于对应的设定温度，如果显示是，说明您的轴温温度报警器的液晶温度变化检测及报警信号采集处理控制装置已经工作正常。

2.3检测监控平台主要应用

功能控制轴温湿度报警器冷热检测监控平台需要主功能控制器设计选用一个at89c51单片机，可实现检测系统数控键盘、上位机和PC发电机双重编程控制，测试工作结果在上位PC机液晶显示器上自动显示。

3检测平台硬件电路

检测控制平台上的硬件控制电路主要组成有以下儿个部分：八个555构成的基准八路环形温度时序信号发生器、lm334构成的零基准温度电压系数恒流源、仿真采用p-n型联结结构的电压控制电路、tl431构成的八路基准温度电压源控制电路、lm393电压窗口比较器、555单稳态信号触发控制电路、tlc1550工作时a/d信号转换控制电路、开关信号转换及主机工作时的状态检测控制电路、多个模组ds18b20与一个单片机共同使用一条十字数据线进行连接控制电路、检测一个数字传动轴温度的报警器是由主机控制电路、串行数据通信控制电路和平开关转换控制电路等部分构成。

结语：

电路种类较多，篇幅有限这里只简单介绍其中两个集成电路的基本设计。继电器控制电路，主要用于实现恒流源轴温检测控制电路和恒流模拟式主机轴温自动报警器路与主机恒流检测控制电路的自动切换。继电器的自动控制工作是由一个单片继电机采用p1.6口径来完成的。输出处于高电平时由主继电器的常关关开触点自动吸合，常开关闭触点自动断开，此时需要进行恒流源电压检测。

参考文献

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作者简介：闫航，1992年6月21日，男，研究生，研究方向：车载安全检测系统。