［關(guān)鍵詞］　高速機(jī)車；狀態(tài)監(jiān)測(cè)；智能傳感器；DS1820

      高速鐵路作為當(dāng)今世界鐵路高新技術(shù)的一項(xiàng)重大成就，以其安全性能好、旅行速度快、能源消耗低、環(huán)境污染低、經(jīng)濟(jì)效益好等不可比擬的優(yōu)越性而成為安全可靠的現(xiàn)代化交通工具，在許多國(guó)家得到迅猛發(fā)展并日益贏得人們的歡迎和贊賞。而對(duì)其車速、軸溫、制動(dòng)缸和列車管壓力、車廂溫度、列車供電以及其他有關(guān)的輔助設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷是保證列車高速安全運(yùn)行的重要手段。不斷發(fā)展的智能傳感器技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)及信號(hào)處理技術(shù)為之提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

      傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)儀表以電信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸、模擬處理和顯示（包括指針指示和數(shù)字顯示）為主來反映被測(cè)量的變化，存在著嚴(yán)重不足：結(jié)構(gòu)尺寸大，傳感器與儀表之間連線多，中間環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；輸入———輸出特性存在非線性，且隨時(shí)間漂移，存在交叉靈敏度；信噪比低，傳輸?shù)哪M信號(hào)易受外界噪聲干擾，測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性差。而智能傳感器賦予傳感器與微處理器以智能相結(jié)合，兼有信號(hào)檢測(cè)與信息處理的功能，它將檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過變換處理后，以數(shù)字量形式通過現(xiàn)場(chǎng)總線與高／上位機(jī)進(jìn)行串行通訊，可以大大削減現(xiàn)場(chǎng)與高／上位機(jī)之間的一對(duì)一連接導(dǎo)線，簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的布線和設(shè)計(jì)，節(jié)約初期安裝費(fèi)用。該類傳感器具有高、高可靠性和穩(wěn)定性、高信噪比和高分辨率及低的價(jià)格性能比等特點(diǎn)，在測(cè)量距離遠(yuǎn)、安裝空間小、測(cè)點(diǎn)多的高速機(jī)車狀態(tài)監(jiān)測(cè)和過程控制中具有廣闊的應(yīng)用前景。該文以DS1820型數(shù)字式溫度傳感器為例探討智能傳感器在高速機(jī)車軸溫監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用［1］。

      1　數(shù)字式溫度傳感器DS1820［2］

      125℃，0．5℃。傳感器和上位機(jī)之間只須一根總線即可完成信息的讀寫，DS1820本身供電、數(shù)據(jù)的讀寫和溫度變換所需功率均來自于該總線，不需要額外的電源。每片DS1820均含有一個(gè)惟一的64位硅串行數(shù)，通過識(shí)別該碼可以區(qū)分不同的傳感器，因此可以在一根總線上掛接多個(gè)DS1820，由上位機(jī)通過選擇傳感器和硅串行數(shù)對(duì)選定的傳感器進(jìn)行讀、寫、啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和設(shè)置報(bào)警參數(shù)等操作，從而在結(jié)構(gòu)上大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝維護(hù)工作。

    　GND為地線，DQ為數(shù)據(jù)輸入／輸出管腳（單線接口，可作寄生供電），VDD為電源電壓。DS1820既可以寄生供電又可以外部＋5V供電。寄生供電時(shí)，當(dāng)總線上是高電平時(shí)，傳感器從總線上獲得能量并儲(chǔ)存在內(nèi)部電容上；當(dāng)總線上是低電平時(shí)，由內(nèi)部電容向傳感器供電。DS1820由3個(gè)主要的數(shù)字元件組成：64位ROM；溫度感應(yīng)器；非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL。64位ROM中前8位為傳感器種類代碼（DS1820均為10H），中間48位為每個(gè)傳感器惟一的出廠序列編號(hào)，后8位為前56位的校驗(yàn)碼。溫度感應(yīng)器負(fù)責(zé)將被測(cè)溫度量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏俊?/FONT>