CN106846770A - 基于双工通信方式的单链路信号无线传输装置 - Google Patents

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CN106846770A
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徐宜
宋美球
王敏
张洪彦
杨忠国
乔丽
韩博
杨玲玲
刘江
王景霞
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    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
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    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges

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Abstract

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于双工通信方式的单链路信号无线传输装置。其分为能量信号发送部分和数据信号接收部分；能量信号发送部分包括：载波信号发生器、功率放大器、定子感应线圈、检波器、低通滤波器、多级放大器、方波信号发生器；数据信号接收部分包括：转子感应线圈、整流稳压器、电阻应变桥、运算放大器、压频转换器、调制器；与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：(1)该方案通过一条链路实现两个功能，节约空间，结构简单。(2)该方案通过多级滤波及检波手段实现高效的抗干扰能力。(3)该方案同时实现双工通信方案，并具备低功耗特点。

Description

基于双工通信方式的单链路信号无线传输装置
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于双工通信方式的单链路信号无线传输装置。
背景技术
为了提高旋转装置的智能性和工作效率，旋转机械结构平台一般会集成嵌入式***，非接触旋转件信号传输装置要求信号能够进行双向传输——即电能传输与信号传输基于同一链路进行异频双工通信。如何实现旋转测试件与嵌入式***之间的通信，保证信号在两侧可靠高速的传输非常重要。因为旋转机械应用的场合非常广泛，例如在高速环境下，旋转部分与固定部分之间的通信不能由电缆来实现。所以需要采用一种非接触式的信号传输方式来确保旋转机械结构件工作的顺利进行。
非接触旋转***的工作条件往往比较恶劣，如高温、高压、高速等诸多复杂环境，所以外界环境带来的干扰必须加以高度的重视。这样一来就要求旋转***有很高的抗干扰能力来抵消噪声和干扰。总之旋转装置的信号传输关键是：非接触式、双工通信、低功耗、抗干扰能力强等。
对传动***恶劣环境下的能量供给技术、信号无线传输技术进行深入研究的基础上，迫切需要提出一种综合材料力学、电磁感应技术、无线数传技术，适用于旋转体的非接触测试的小型化、数字化、嵌入式的动态扭矩测试方案。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种基于双工通信方式的单链路信号无线传输装置。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于双工通信方式的单链路信号无线传输装置，其分为能量信号发送部分和数据信号接收部分；能量信号发送部分包括：载波信号发生器1、功率放大器2、定子感应线圈3、检波器9、低通滤波器10、多级放大器11、方波信号发生器12；数据信号接收部分包括：转子感应线圈4、整流稳压器8、电阻应变桥、运算放大器7、压频转换器6、调制器5；
在电能传输路径上：
所述载波信号发生器1产生高频载波信号，载波信号经功率放大器2驱动后，加载到定子感应线圈3的两端；
所述转子感应线圈4接收到高频载波信号后，将此交流信号经整流稳压器8整流、稳压后为转子其他部分及应变电桥提供电源；
在信号传输路径上：
旋转被测试件上，所述电阻应变桥将旋转轴系所受扭矩转化为微小的电压信号，此信号经运算放大器7放大，再经压频转换器6转化为低频信号；
此低频信号经调制器5调制后，加载到转子感应线圈4的两端；
所述定子感应线圈3通过电磁感应得到调制后的信号，此信号经检波器9、低通滤波器10滤波后得到交流信号，此信号频率与轴装模块压频转换后的信号频率一致；
信号经多级放大器11放大后，经方波信号发生器12整形为标准的方波信号。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：
(1)该方案通过一条链路实现两个功能，节约空间，结构简单。
(2)该方案通过多级滤波及检波手段实现高效的抗干扰能力。
(3)该方案同时实现双工通信方案，并具备低功耗特点。
附图说明
图1为本发明技术方案原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于双工通信方式的单链路信号无线传输装置，如图1所示，其分为能量信号发送部分和数据信号接收部分；能量信号发送部分包括：载波信号发生器1、功率放大器2、定子感应线圈3、检波器9、低通滤波器10、多级放大器11、方波信号发生器12；数据信号接收部分包括：转子感应线圈4、整流稳压器8、电阻应变桥、运算放大器7、压频转换器6、调制器5；
其工作过程为：首先把输入信号，即基带信号转换成模拟信号的频带信号，这其实是信号的调制过程，然后对调制后的信号进行功率放大用来驱动发送线圈，产生高频交变磁场。数据信号接收部分的接收线圈在高频交变磁场中产生感应电压，此电压经过一定的放大并送入滤波器中，检出一定频率的频带信号后，最终经过解调电路，恢复成基带信号输出。
在电能传输路径上：
所述载波信号发生器1产生高频载波信号，载波信号经功率放大器2驱动后，加载到定子感应线圈3的两端；
所述转子感应线圈4接收到高频载波信号后，将此交流信号经整流稳压器8整流、稳压后为转子其他部分及应变电桥提供电源；
在信号传输路径上：
旋转被测试件上，所述电阻应变桥将旋转轴系所受扭矩转化为微小的电压信号，此信号经运算放大器7放大，再经压频转换器6转化为低频信号；
此低频信号经调制器5调制后，加载到转子感应线圈4的两端；
所述定子感应线圈3通过电磁感应得到调制后的信号，此信号经检波器9、低通滤波器10滤波后得到交流信号，此信号频率与轴装模块压频转换后的信号频率一致；
信号经多级放大器11放大后，经方波信号发生器12整形为标准的方波信号。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于双工通信方式的单链路信号无线传输装置，其特征在于，其分为能量信号发送部分和数据信号接收部分；能量信号发送部分包括：载波信号发生器(1)、功率放大器(2)、定子感应线圈(3)、检波器(9)、低通滤波器(10)、多级放大器(11)、方波信号发生器(12)；数据信号接收部分包括：转子感应线圈(4)、整流稳压器(8)、电阻应变桥、运算放大器(7)、压频转换器(6)、调制器(5)；
在电能传输路径上：
所述载波信号发生器(1)产生高频载波信号，载波信号经功率放大器(2)驱动后，加载到定子感应线圈(3)的两端；
所述转子感应线圈(4)接收到高频载波信号后，将此交流信号经整流稳压器(8)整流、稳压后为转子其他部分及应变电桥提供电源；
在信号传输路径上：
旋转被测试件上，所述电阻应变桥将旋转轴系所受扭矩转化为微小的电压信号，此信号经运算放大器(7)放大，再经压频转换器(6)转化为低频信号；
此低频信号经调制器(5)调制后，加载到转子感应线圈(4)的两端；
所述定子感应线圈(3)通过电磁感应得到调制后的信号，此信号经检波器(9)、低通滤波器(10)滤波后得到交流信号，此信号频率与轴装模块压频转换后的信号频率一致；
信号经多级放大器(11)放大后，经方波信号发生器(12)整形为标准的方波信号。
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