主轴作为高精密机床的核心功能部件,其热特性直接影响到机床的加工精度。本文基于对声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)传感技术与无线通信系统理论的深入研究,针对机床主轴热状态监测与补偿问题提出了基于无源无线声表面波传感器的主轴温度监测系统方案,研制了完整的主轴温度监测系统并通过实验验证了该系统的有效性。论文的主要研究工作如下：(1)基于对SAW传感器传感原理与质询特性的分析,提出使用谐振型SAW传感器作为主轴温度监测系统的感知元件。研究各类射频质询系统方案的通信特性,结合谐振型SAW传感器的通信特征确定主轴温度监测系统质询器电路结构。(2)设计开发SAW传感监测系统质询器的硬件与软件系统。分析、试验各电路功能模块的结构原理及性能特征,在此基础上,设计并制作了质询器集成电路,编写了质询器控制程序并开发了具有灵活显示功能的上位机软件。(3)测定SAW传感温度监测系统性能。针对质询器收发链路的串扰问题,使用射频开关、频率合成器及超外差接收器的综合控制方法消除了接收链路噪声并获得了质询器与SAW传感器的良好通信效果。采用发射信号扫频实验模拟SAW传感器与质询器的通信过程,检测质询器的信号解调与解析性能,结果表明系统测温精度在一定范围内可达0.1℃。(4)开展基于SAW传感的主轴温度监测系统机床应用实验。就影响监测系统通信质量的各要素进行了实验研究,并根据实验得到的影响规律优化SAW传感监测系统的配置方式。最后按照优化方案配置传感器进行主轴运行状态监测实验。实验结果证明所研制的SAW温度监测系统在主轴运动状态下仍可获得良好的通信效果并能有效监测主轴的温度变化。项目研究成果为机床主轴及类似旋转结构的状态监测提供了一种新的技术手段。