閆航 段國輝 胡慧瑩

摘? 要：鐵路部門大量推廣使用的車載型高速火車上的軸溫溫度報警器，它不僅能實時地自動檢測、記錄鐵路運行中車輛火車軸和車軸的轉(zhuǎn)動溫度，超過安全帶的溫度則自動發(fā)出報警提示信號。在列車運行中由于車軸震蕩、溫度等各種環(huán)境因素的直接影響而極有可能會致使其傳動設(shè)備系統(tǒng)中的某些器件發(fā)生老化、損壞等并導(dǎo)致其設(shè)備輸出的高壓電信號不完全能夠客觀地準(zhǔn)確反映到輸出整個車軸的真實值和溫度，對重載火車的安全性和運行性能產(chǎn)生很大的不良影響。因此我們專門設(shè)計了一款特別檢測測試平臺，專門對各種車載型高速火車制動軸溫控制報警器的工作性能情況進(jìn)行特別測試，保證火車軸溫控制報警器正常運行工作從而有效保證車載火車安全正常運行。

關(guān)鍵詞：軸溫報警器;檢測平臺;設(shè)計與實現(xiàn)

引言：

在課程設(shè)計的操作過程中，考慮到基于PC的主機的廣泛應(yīng)用以及基于PC機人機交互操作界面易于使用的簡捷、易懂的操作，我們主要采用的是串行數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)方式以及用PC的主機機器作為上位機器來進(jìn)行信息顯示、控制雙重交互功能。

1軸溫報警器簡介

軸溫溫度報警器主要由溫度傳感器驅(qū)動采集一輛火車停在車軸上的溫度檢測信號，然后通過內(nèi)部控制電路驅(qū)動進(jìn)行溫度信號采集處理、顯示及軸溫報警等。根據(jù)實際使用的不同傳感器器件類型可以分為模擬式、數(shù)字式兩種。模擬式數(shù)字軸溫溫度報警器所需要使用的雙雙DPN型聯(lián)結(jié)溫度傳感器，數(shù)字式模擬軸溫溫度報警器一般采用雙dds18b20數(shù)字溫度傳感器。模擬式主機軸溫溫度報警器、數(shù)字式主機軸溫溫度報警器各內(nèi)部有一個八路溫度通道，即各一路外接八個溫度傳感器，主機內(nèi)部各有一個八路溫度處理控制電路，可以輕松實現(xiàn)對八點不同軸位的主機溫度自動檢測。在以下的實例介紹中，我們把驅(qū)動軸溫溫度報警器控制整機結(jié)構(gòu)分成溫度傳感器和驅(qū)動軸溫溫度報警器控制主機兩個部分。

2檢測平臺測試原理

2.1模擬式軸溫報警器的檢測原理

采用三端可調(diào)式恒流環(huán)形直接集成窗口時序八路恒流源lm334構(gòu)成300ua恒流源系統(tǒng)設(shè)計原理通過由555構(gòu)成的一個基準(zhǔn)八路恒流環(huán)形直接集成窗口時序遠(yuǎn)程電流檢測發(fā)生器組即可直接按一定順序地進(jìn)行疊加連接到八個被遠(yuǎn)程電流驅(qū)動檢測測量到的位于pn類型連和連及結(jié)上，通過直接集成一個基準(zhǔn)窗口遠(yuǎn)程電壓檢測控制電路、窗口遠(yuǎn)程電流檢測比較驅(qū)動控制電路等多種方法即可實現(xiàn)對八個位于pn上的連和連及結(jié)上的電流檢測傳感器的遠(yuǎn)程實時電流檢測。

對采用模擬式的同軸溫濕度報警器監(jiān)控主機內(nèi)部恒流源的電壓檢測方法采用基準(zhǔn)電流一相和電壓三相轉(zhuǎn)換法，將恒流源電壓加到精密恒流電阻上，根據(jù)輸出誤差值的范圍分別計算其輸出上、下限基準(zhǔn)電壓誤差值并然后利用一個基準(zhǔn)恒流電壓比較電路計算輸出該基準(zhǔn)電壓誤差值后再加到基準(zhǔn)電壓窗口中的電較控制電路，輸出電壓信號通過一個單穩(wěn)態(tài)電路觸發(fā)比較電路后自動送入到單片機。同時，為了準(zhǔn)確測量第一路恒流源的精確電壓值，將第一路源的輸出恒流信號直接加到精密數(shù)字電阻上并通過采用tlc1550工作的a/d數(shù)字轉(zhuǎn)換器將該數(shù)字電壓源的模擬量轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字模擬量后經(jīng)存儲后送到一個單片機，并將其上電后傳到PC機器上顯示。

2.2數(shù)字式軸溫報警器的檢測原理

對一個ds18b20數(shù)字溫度傳感器元件性能的誤差檢測也可以采用的是單點數(shù)字溫度誤差測試的檢驗方法，把一個ds18b20數(shù)字溫度傳感器元件放入一個恒溫箱，溫度控制為600c，此設(shè)定溫度下使用ds18b20數(shù)字溫度傳感器使其輸出的溫度數(shù)字平均值一般是0078h，根據(jù)不同廠家性能要求，允許溫度誤差測量范圍一般是士10c，因此只要此設(shè)定溫度下使用ds18b20數(shù)字溫度傳感器使其輸出的溫度數(shù)字平均值在0076h-0080h之問，就可直接判定其溫度性能優(yōu)良。直接仿真給出同軸溫度量報警器輸入主機內(nèi)部的溫度控制器主機傳送不同數(shù)字溫度量所對應(yīng)的單位數(shù)字溫度量的一種方法是用來通過仿真計算出一個ds18b20數(shù)字溫度傳感器的溫度特性。觀察您的軸溫溫度報警器的溫度液晶芯片顯示溫度是不是相當(dāng)于對應(yīng)的設(shè)定溫度，如果顯示是，說明您的軸溫溫度報警器的液晶溫度變化檢測及報警信號采集處理控制裝置已經(jīng)工作正常。

2.3檢測監(jiān)控平臺主要應(yīng)用

功能控制軸溫濕度報警器冷熱檢測監(jiān)控平臺需要主功能控制器設(shè)計選用一個at89c51單片機，可實現(xiàn)檢測系統(tǒng)數(shù)控鍵盤、上位機和PC發(fā)電機雙重編程控制，測試工作結(jié)果在上位PC機液晶顯示器上自動顯示。

3檢測平臺硬件電路

檢測控制平臺上的硬件控制電路主要組成有以下兒個部分：八個555構(gòu)成的基準(zhǔn)八路環(huán)形溫度時序信號發(fā)生器、lm334構(gòu)成的零基準(zhǔn)溫度電壓系數(shù)恒流源、仿真采用p-n型聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的電壓控制電路、tl431構(gòu)成的八路基準(zhǔn)溫度電壓源控制電路、lm393電壓窗口比較器、555單穩(wěn)態(tài)信號觸發(fā)控制電路、tlc1550工作時a/d信號轉(zhuǎn)換控制電路、開關(guān)信號轉(zhuǎn)換及主機工作時的狀態(tài)檢測控制電路、多個模組ds18b20與一個單片機共同使用一條十字?jǐn)?shù)據(jù)線進(jìn)行連接控制電路、檢測一個數(shù)字傳動軸溫度的報警器是由主機控制電路、串行數(shù)據(jù)通信控制電路和平開關(guān)轉(zhuǎn)換控制電路等部分構(gòu)成。

結(jié)語：

電路種類較多，篇幅有限這里只簡單介紹其中兩個集成電路的基本設(shè)計。繼電器控制電路，主要用于實現(xiàn)恒流源軸溫檢測控制電路和恒流模擬式主機軸溫自動報警器路與主機恒流檢測控制電路的自動切換。繼電器的自動控制工作是由一個單片繼電機采用p1.6口徑來完成的。輸出處于高電平時由主繼電器的常關(guān)關(guān)開觸點自動吸合，常開關(guān)閉觸點自動斷開，此時需要進(jìn)行恒流源電壓檢測。

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作者簡介：閆航，1992年6月21日，男，研究生，研究方向：車載安全檢測系統(tǒng)。