基于数字电位器的动车组轴温模拟报警装置的设计

作     者：唐玉龙 

作者单位：青岛大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李立伟

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：动车组 轴温监测系统 数字电位器 温度补偿 

摘      要：2015年7月,南北车正式合并为中车,此次合并进一步带来了订单量上的大幅提升,大量的生产订单,带来了更重的组装调试任务,另外,随着在服役动车数量的逐年增加,到期需要检修的动车数量也在加大,无论是生产中的调试任务,还是定期检修的维护任务,都迫切的需要提高故障试验测试的效率。本设计主要针对南车青岛四方机车车辆股份有限公司的动车组轴温在线监测系统的报警功能调试问题,分析了旧方案的缺陷:物理加热方式,效率低、有损周围设备。然后提出数字电阻补偿温度模拟升温的方案,以数字电位器（AD8403）作为温度补偿元件,通过触摸屏和单片机对温度参数进行人工设定,改变温度传感器PT100在不同温度下的等效阻值,模拟轴温升温,当模拟的温升值超过系统报警阈值时触发系统报警及紧急制动停车,实现对动车组轴温监测系统报警功能的验证。本设计以无损的嵌入式方式代替了传统的物理加热的方式,相较于旧方案效率得到了极大的提高,并且改善了旧方案使用中引入损害的缺陷。本文中,首先对动车组轴温在线监测系统的温度传感器接线电路进行了分析研究;然后,根据实际接线情况,制定了设计方案——通过串入可调电阻单元进行模拟温升;最后,设计了温度采集单元,将模拟的温升实时反馈到设备显示界面。本设计由于是采用电池供电,无论是硬件设计还是软件设计,都考虑了低功耗的设计因素,同时针对动车组复杂的操作环境,硬件布局中加入了电磁兼容设计。现场实验测试阶段,首先验证了装置能够实现模拟动车组轴温升温的功能,同时显示功能正常,测量精度也满足设计要求;然后,进行了设备无故障运行试验,根据现场动车组工作人员反馈,对运行中的一些BUG做了修正和改进;最后,该装置投入南车现场调试使用中,具有较高的实用价值。