基于NFC的无源无线扭矩测量系统*
2021-09-29赵永峰赖富文王文廉
传感技术学报 2021年7期
赵永峰,王 玉,赖富文,王文廉*
(1.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原 030051;2.中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西 太原 030051;3.中国人民解放军 63853部队)
扭矩在动力学中占有举足轻重的地位,是工业动力传递的重要参数之一,所以扭矩的精准测量显得尤为重要。目前,测量扭矩的方法多种多样,大致分为有线测量和无线测量,不论是有线还是无线测量,都面临一些大大小小的问题。
有线测量要避免的一大难题就是弹性轴在转动的过程中导线的处理。目前的处理方式是加入一个集流环,弾性轴转速低的情况下有较好的性能,但是当弾性轴转速偏高时,集流环与弾性轴之间的摩擦损耗引起接触电阻变化,产生噪声干扰和零漂,对信号有很大的影响,导致采集到的数据误差较大[1]。
无线测量不论是弾性轴转速快慢,都有很好的测量精度,优于集流环式;但是目前的无线测量系统包括信号放大电路、调理电路、射频发射电路、射频接收电路、电源管理电路和调制解调电路,整个系统电路复杂,价格昂贵,检修困难[2-4]。
为了使测量系统达到更高的集成度和测量精度,采用NFC(近场通信)技术作为无源无线扭矩测量系统的数据传输媒介。NFC技术是由非接触式射频识别(RFID)演变而来,NFC采用电磁耦合感应技术,电磁场频率是13.56 MHz,读写控制端用13.56 MHz信号激励天线,产生磁场,通过近场耦合,将能量传递给目标,目标对磁场进行调制,将数据返回给发起设备完成通信;……
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