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随着科技和现代工业的迅猛发展,以及人民群众对物质生活质量要求的日益提高,大力发展高速列车已经被各级政府确定为重要的工作。随着列车不断提高运行速度,增大载重量,则需对列车的安全技术提出更高的要求,其中列车轴温的检测是保障列车运行安全的关键因素之一。列车在运行过程中,机车与钢轨之间的冲击和振动会造成车辆轴承的发热,如果轴承发生磨损和缺陷会增大不正常发热,轻则出现热轴现象影响车辆的正常运行,重则造成疲劳破坏和热切轴,严重影响铁路运输安全,会造成生命和财产损失。本文以高速动车组轴箱轴承为研究对象,设计制作了一种基于薄膜热电偶原理的针状同轴薄膜温度传感器,能够实现对高速动车轴箱轴承瞬态温度的实时测量。本文首先根据高速动车轴箱轴承的运动情况总结出了适用于圆锥滚子轴承的热分析理论；以此为基础,分别采用ANSYS有限元分析方法和热网络法,从仿真和计算两方面研究分析了高速动车轴箱轴承TAROL单元在宏观和微观两个角度上的稳态温度场分布情况；根据TAROL轴承单元的温度场分布情况和它的结构特点,通过热压装配法制作出NiCr/NiSi同轴部件,并采用直流脉冲磁控溅射的方法在NiCr/NiSi同轴部件端面上沉积NiCr和NiSi薄膜,成功研制出一种响应时间快,结构尺寸简单,对高速动车轴箱轴承的结构影响小的针状同轴薄膜温度传感器；利用自行设计的静态和动态标定系统对研制的针状同轴薄膜温度传感器技术特性进行了分析研究,得到了它的塞贝克系数和动态响应时间。通过ANSYS有限元热分析得出高速动车组轴箱轴承的稳态温度场在宏观上呈现出“下高上低”的分布情况；利用热网络法理论计算得到轴承在微观角度上的温度场分布特点,即温度的最高值出现在处于轴承最底端的滚子与轴承内圈的接触处,温度的最低值出现在轴承座上；对研制的针状同轴薄膜温度传感器的薄膜性能测试结果表明薄膜连续致密,厚度均匀,导电性能良好,符合测量要求；静态标定结果显示针状同轴薄膜温度传感器的赛贝克系数是S=41.5μV/℃动态标定结果显示其的动态响应时间为0.016ms。