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一、实验目的1. 了解主轴温度测量的基本原理和方法。
2. 熟悉常用温度测量仪器的操作与使用。
3. 通过实验，掌握主轴温度测量的数据处理和分析方法。
4. 分析主轴温度对加工精度的影响，为实际生产提供理论依据。
二、实验原理主轴温度是机床加工过程中重要的工艺参数之一，它直接影响到加工精度和表面质量。
本实验采用热电偶作为温度测量传感器，通过测量主轴的温度变化，分析温度对加工精度的影响。
三、实验仪器与材料1. 主轴温度测量仪2. 热电偶3. 热电偶延长线4. 加工中心5. 待加工工件6. 数据采集系统四、实验步骤1. 将热电偶固定在主轴上，确保其与主轴表面紧密接触。
2. 将热电偶延长线连接到主轴温度测量仪上。
3. 启动加工中心，使主轴运转至正常工作温度。
4. 打开数据采集系统，记录主轴温度随时间的变化曲线。
5. 在不同加工阶段，如切削、冷却等，记录主轴温度变化情况。
6. 关闭加工中心，停止实验。
五、实验数据与分析1. 实验数据| 时间（min） | 主轴温度（℃） || ----------- | -------------- || 0 | 25 || 5 | 40 || 10 | 45 || 15 | 50 || 20 | 55 || 25 | 60 || 30 | 65 |2. 数据分析从实验数据可以看出，随着加工时间的推移，主轴温度逐渐升高。
在加工初期，主轴温度上升较快，这是因为加工过程中摩擦和切削热的影响。
在加工后期，主轴温度趋于稳定，说明主轴已达到热平衡状态。
通过分析不同加工阶段的温度变化，可以发现：（1）切削阶段：主轴温度上升较快，这是因为切削过程中产生的热量较大。
（2）冷却阶段：主轴温度下降较快，这是因为冷却液带走部分热量。
（3）空转阶段：主轴温度波动较小，说明此时主轴的热稳定性较好。
六、实验结论1. 主轴温度对加工精度有显著影响，过高或过低的主轴温度都会导致加工误差。
2. 在实际生产中，应合理控制主轴温度，确保加工精度和表面质量。
第十一章红外线轴温探测系统第一节红外热轴探测系统红外线轴温探测系统经历了第一代、第二代及第三代，目前使用得较多的是第三代HBDS-口口红外热轴探测系统。
HBDS-口型红外热轴探测系统(以下简称三型机)是为适应列车不断提速而开发的新型热轴探测系统，采用调制型致冷式光子探头和新型的自适应轴温计算技术，满足最高车速达360公里/小时运行列车轴温探测和热轴报警的需要。
三型机的光子探头采用碲镉汞光导型(HgCdTe-Pc)器件，器件响应时间常数小于1微秒；探测器件采用半导体二级致冷，使探头的响应率及信噪比比常温工作状态下的探测器有很大提高。
探头光路用调制盘调制，电路采用交流放大，实现高增益而没有漂移。
探测器件采用国内器件，降低成本。
三型机的轴温计算采用新型的自适应轴温计算技术，定量测温，轴温计算准确。
能满足5口360公里/小时运行的列车轴温探测和热轴报警的需要。
自适应轴温计算技术使系统具有一定的自适应能力，以往的轴温计算技术以探头的状态和性能保持不变为基础，对硬件提出较高要求，而且若探头性能发生变化即需人工调整或维修。
而自适应轴温计算技术使轴温计算精度不受系统状态变化的影响，能够自动适应探头工作状态和性能的变化，适应探测器件响应率的变化，适应探头光学系统增益和电路增益的变化，弥补探头的不一致性，保证轴温计算准确。
三型机软件对异常波形进行处理，克服了由于探测器件对异常光源比较敏感而对测温和热轴预报的影响。
三型机的采集板采用智能方式，以80C552作为CPU,一块采集板可以进行单方向轴箱温度波形的采集和车号信息的采集，便于系统扩展。
三型机具有比较完善的自检，易于进行故障分析。
三型机与红外线测报中心及复示站的通讯方式与现有设备兼容，可直接与现有网络组网运行。
本章主要介绍探测站的内容，其它内容在《车辆运用与管理》中讲述。
一系统探测站构成及技术指标探测站设备由轨边设备和轨边机房内设备组成，如图10-1。
轨边设备包括光子探头（红外轴箱扫描器）、卡轨器、车轮传感器；轨边机房内设备装置在机柜中，包括主机箱、控制箱、电源箱、防雷设备。
课程名称：工程测试技术设计题目：高速机车轴温测试系统院系：机械工程系专业：机制二班年级：2010级姓名：张振、季川、苏晓茜指导教师：曾祥光西南交通大学峨眉校区2013年6月6日课程设计任务书专业姓名学号开题日期：年月日完成日期：年月日题目高速机车轴温测试系统一、设计的目的为了积极避免机车轴温现象给行车安全带来的隐患，多年来，人们一直致力与轴温探测系统的研究。
此处课程设计的目的在于研究DS1820传感器与单片机结合测试高速机车的轴温，避免轴温带来的危险。
二、设计的内容及要求此处设计基于DS1820温度传感器与单片机的结合，测试高速机车的轴温。
要求能检测机车每根轴的轴温、每台牵引电机的轴和抱轴瓦的温度。
检测的温度通过微机处理，可随时在屏幕上显示。
三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日西南交通大学目录一、测试任务 (4)1、测试系统的主要技术参数 (5)2、对测试系统的其他要求 (5)二、测试方案的选择 (5)1、传感器类型的选择 (6)2、红外轴温探测 (7)3、DS1820 (8)4、检测计算机系统的选择 (12)5、DS1820在单片计算机温度测控中的应用 (13)三、测试系统的硬件和软件设计 (14)1、系统的硬件构成 (14)2、传感器与主机的数据传输 (15)3、测试系统的软件设计 (16)4、系统的功能 (19)5、常见问题分析 (19)四、测试系统的可靠性与抗干扰设计 (20)1、系统电源的抗干扰设计 (21)2、系统主板的抗干扰设计 (21)3、系统软件的抗干扰设计 (21)五、测试系统的应用前景 (22)六、结束语 (22)七、参考文献 (22)高速机车轴温测试系统前言温度是科学研究和工业生产中应用极为普遍又极其重要的热工参数。
无论是在动力、机械、化工、冶金、制冷、电子、医药、食品、航天等工业部门，还是在国防、科学研究领域里都有大量的温度测量问题，因此可以说它对国民经济各部门都是必不可少的。
轴温检测系统
列车在运行过程中，机车车辆与钢轨的冲击、动力效应和振动，将导致车辆走行部分各轴承的发热。
当轴承磨损和产生缺陷时，不正常发热增大，轻则热轴、固死造成机损，影响车辆的正常运行;重则造成疲劳破坏和热切轴，车毁人亡，严重影响铁路运输安全，造成巨大的生命和财产损失可见，所以开发研制性能优良、可靠的列车车辆轴温监测报警系统，对保证行车安全具有重大的意义。
近年来，国内外研究人员利用各种测试方法对列车轴温进行了大量的研究，车载接触测量式与地面红外探测式是目前最主要的两种措施田，但因受空气介质、周围环境、车型以及行驶中车体晃动等因素的影响，易造成检测误报率高、浪费大量人力、物力进行维护等因素等不可靠情况。
经查论文与分析，我们把无线数据传输模块和温度测量相结合设计了一种新型列车车轴温度无线监测系统。
1测温系统的要求
根据TB/T 3057-2002《机车轴承温度监测报
警装置技术条件》和TB/T 2226-2002《铁道客车
用集中轴温报警器技术条件》，轴温报警器性能参数
应符合在-15~105℃时，系统测量误差镇士2℃，
而在<-15℃或>105℃时，系统测量误差镇士4
℃
2车轴
目前，我国铁路货车轮对绝大部分都采用滚动轴承及滚动轴承车轴，但也有极少数车辆还在使用滑动轴承车轴及滑动轴承(一般为重载车辆所使用)
（1）名称
（2）型号
铁道部在新修订的车轴形式尺寸标准(GB 12814-1991)中，规定我国铁路货车用标准型滚动轴承车轴有四种，即RB2、RC2、RD2、RE2型滚动轴承车轴；标准滑动轴承车轴
中现在还存使用的有四种，即D、E、F、G型滑动轴承车轴。
滑动轴承现在主要用于重载车辆上，因此滑动轴承车轴都是大轴重车轴。
各型货车车轴的轴重、和车轴的基本尺寸如表1-1表1-2、所示。
（3）材质
车轴采用优质碳素钢，如平炉钢或电炉钢钢锭或专门的车轴钢坯加热锻压成型，经过热处理（正火、或正火后再回火）和机械加工制成。
3 在每个铁路货车车厢底部设有两个轴温检测装置和一个车厢轴温采集单元,所述两个轴温检测装置分别对应两个转向架上的轴温检测,所述各轴温检测装置结构为：包括分别用于测量安装在所对应转向架上四个车轴轴承温度的无
线轴温传感器,所述四个无线轴温传感器与一个近距无线通讯单元无线连接；所述车厢轴温采集单元与该车厢底部的两个轴温检测装置中的近距无线通讯单元有线通讯连接；所述无线轴温传感器包括红外传感器、处理器CPU和无线通讯模块,所述红外传感器所输出的温度电信号经处理器CPU的I/O 接口由处理器CPU读取,所述处理器CPU将读取的该温度电信号附加一个用于识别该无线轴温传感器的地址识别信息并进行协议转换,形成适配于无线通讯模块通讯协议的调制信号,该调制信号经处理器CPU的I/O接口输出至无线通讯模块信号输入端,所述无线通讯模块将接收的所述调制信号转换成无线通讯信号发送至近距无线通讯单元；所述近距无线通讯单元包括无线通讯模块和处理器CPU,所述无线通讯模块将接收于无线轴温传感器的无线通讯信号输出至处理器CPU的I/O接口由处理器CPU读取,所述处理器CPU将无线通讯信号进行有线协议调制信号协议转换,形成适配于有线通讯模块通讯协议的总线信号,所述总线信号经处理器CPU的I/O接口传输至车厢轴温采集单元；所述车厢轴温采集单元包括处理器CPU和远程无线通讯模块,所述处理器CPU分别设有接收所述近距无线通讯单元所输出的总线信号的I/O接口和与RFID读卡器连接的I/O接口,所述RFID读卡器用于读取所处车厢的ID信息,所述处理器CPU将总线信号附加RFID 读卡器读取的车厢ID信息进行无线协议调制信号协议转换,
形成适配于远程无线通讯模块通讯协议的调制信号,所述远程无线通讯模块将接收的所述调制信号转换成无线通讯信号发送至机车显示终端和地面监控中心
4测量原理
硬件结构
信号调理
程序框图。
