数字式转子遥测

当电子传感器安装在旋转结构上时,最大的挑战是如何从转子上获取信号。不能直接电线连接。有时使用滑环,但滑动触点的工作寿命有限,并且在磨损时产生电噪声,经常模糊或破坏来自低电平传感器信号的有意义的信息。

作者:John Reschovsky,纽约斯克内克塔迪Accumetrics Associates公司总裁 二一年十二月一日

T当电子传感器安装在旋转结构上时,最大的挑战是如何从转子上获取信号。不能直接电线连接。有时使用滑环,但滑动触点的工作寿命有限,并且在磨损时产生电噪声,经常模糊或破坏来自低电平传感器信号的有意义的信息。数字遥测自20世纪60年代以来,传统的转子遥测系统采用模拟调频(调频)传输,通常工作在调频广播频段。虽然它们已经成为许多机器测试的有用工具,但该技术有许多缺点,包括干扰和噪声,温度相关的频率漂移,“辍学”和校准移位。在要求更高的应用中,调频通常已经让位于数字遥测技术。最根本的优点是,接收方只需要区分“1”和“0”,就可以完全保持数据的完整性。在数字遥测系统中,多个信号通常在数字化之前由多路复用器组合。这允许许多传感器在传输之前组合成一个复合数字数据流,消除了许多多通道应用中对许多发射器和接收器的需要。一旦变成数字形式,比特就被组织起来以串行方式传输。该组织必须包括使接收端与数字化过程同步的规定。通常,“帧同步”位与数据相结合,以允许接收器适当地重复处理信息。无线电频率载波上数字数据的调制可以以几种方式完成,包括频移键控(FSK)、相移键控和开关键控(OOK),它只是根据数字数据的状态打开和关闭载波。 In simple modulation techniques, one of these keying processes is employed once per bit period. More complex modulation techniques are sometimes employed that involve more than one transition of the digital state in each bit period.转子遥测系统应用中的关键概念在规划遥测应用程序时要解决的第一个问题是遥测组件可能位于转子上的位置。通常希望将这些组件安装在传感器附近,但在某些应用中,空间限制或环境条件(如温度)迫使用户将传感器引线路由到更实用的遥测组件位置。转速和安装直径决定了应用于遥测组件的离心载荷。大多数遥测组件通常承受10,000到20,000 g。在一些高速应用中,遥测必须承受更高的重力,并且需要特殊的封装考虑。提供电力来操作遥测组件通常是一个重要的问题。电池供电通常是最容易应用的,但也有明显的局限性。对于连续工作或长期测试,感应电源是首选的方法。这要求转子和固定线圈相对紧密地耦合,通常在0.25和0.50英寸之间。在旋转部件相对于固定安装表面经历显著径向或轴向运动的应用中,感应功率的应用可能非常困难。 Finally, it is important to carefully consider the sensors to be employed. Telemetry transmitters are typically designed to be interfaced with a particular class of sensor. Changing amplifier gains or balancing bridges can be done in rotor telemetry applications, but it is not as easy as with typical ‘bench top’ instruments. Therefore, careful planning and coordination is generally required.

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