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KR-900无线扭矩传感器测量系统

文章来源:未知  发布日期:2014-03-07

一、应用范围:

 

   KR-900无线扭矩传感器测量系统由无线传感器采集节点、网关、网络协议、计算机采集处理软件组成。应用范围十分广泛,主要用于:
  1、电动机、发动机、内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率的检测;
  2、风机、水泵、齿轮箱、扭力板手的扭矩及功率的检测;
  3、铁路机车、汽车、拖拉机、飞机、船舶、矿山机械中的扭矩及功率的检测;
  4、可用于污水处理系统中的扭矩及功率的检测;
  5、可用于制造粘度计;
  6、可用于过程工业和流程工业中。
二、基本原理:
   扭矩的测量:采用应变片电测技术 ,在弹性轴上组成应变桥,向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号通过无线传输,在上位机得到线性化扭矩值。如图1所示:
    无线扭矩传感器测量系统使用简单方便,只需要把传感器采集节点、电池和应变片固定在旋转轴上,直接测量旋转轴的应变值,实时无线传输到网关或路由节点,使用采集控制软件内的应变扭矩转换公式,计算出扭矩值。对于长期监测应用,也可以在节点内嵌入转换算法,直接传输扭矩值。无线扭矩传感器节点极大地节约了测试中由于反复布设有线数据采集设备而消耗的人力和物力,无线数字信号传输方式消除了长电缆传输和集流环带来的噪声干扰,整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。无线传感器采集点可以组成庞大的无线传感器网络,支持上千个测点同时进行测量。广泛应用于工业旋转机械设备扭矩、功率测量和在线监测。节点结构紧凑,体积小巧,封装在树脂外壳内。节点每个通道内置有高精度120-1000Ω桥路电阻和放大调理电路,可以方便地由软件自动切换选择1/4桥,半桥,全桥测量方式。节点同时支持2线和3线输入方式, 桥路自动配平。节点的空中传输速率可以达到250K BPS,有效实时数据传输率达到4K SPS,有效室内通讯距离可达100米。节点设计有专门的电源管理软硬件,在实时不间断传输情况下,节点功耗仅25mA,使用普通9V电池,可连续测量几十个小时。对于长期监测应用,以5分钟间隔发送一次扭矩值,数年不需要更换电池,大大提高了系统的免维护性。
        无线网关无线网关负责把接收到的无线数据通过计算机接口传输至计算机进行存储,分析处理。网关系列提供USB、以太网、GPRS/CDMA,既可以接入本地计算机,也可以通过INTENET/其他无线网络进行远程传输。
        无线传感器网络协议是我公司基于802.15.4标准自主研发的。传感器节点可组成自组织、自恢复多跳传感器测量网络,支持点对点,星型,线型,树型等多种网络拓扑结构,同一网络可支持65535个传感器节点。我们的协议采用基于时间同步的TDMA传送机制和创新的能量管理算法,对周期性的监测应用,整个无线网络可工作数年之久。专利的时间同步算法,同步精度可达0.1mS,保证了精确的数据同步实时采集。由于采用支持冲突避免的载波多路侦听技术,保证网络数据传输的健壮性和可靠性。AES 128位数据加密算法保证了数据传输的安全性。
        上位机采集控制软件,对各个传感器节点采集到的数据实时同步显示、分析和存储,采集到的数据以通用文件格式(UFF、CSV,TXT等)存储,可以输出到广泛的第三方软件进行后处理。您的传感器校准参数、通道数据、位置等信息也可以通过采集软件写入传感器节点内部。同时可以对网络通信质量和设备是否发生故障实施实时监控,并具有开机自检和电源监控功能。针对网络中的异常情况实时报警,利于网络的维护和管理。采集软件独创的软件空中无线升级功能,可方便地为远端的传感器节点进行内部程序升级。对存储在节点存储器里的数据,采集软件支持无线快速下载。


四、产品特点 
   1、安装、使用方便,免除繁琐的现场布线;
    2、数字信号传输,避免了电缆或集流环带来的测量噪声,测量精度高,抗干扰能力强;
    3、超低功耗,周期监测普通电池可使用数年之久;
   4、体积小巧、外壳防水设计;
   5、无线实时采集传输速率达到4K SPS;
   6、可直接传输扭矩或应变值;
   7、无线传输距离远;
   8、 通讯协议符合IEEE802.15.4标准;
   9、自组织多跳传感器测量网络,支持多种网络拓扑结构;
 10、 同一网络可支持65535个传感器节点;
 11、专利的时间同步算法,同步精度可达0.1mS;
 12、内置120,350,1000Ω高精度配桥电阻;
 13、1/4,半桥,全桥自动切换;
 14、 ±100%测量范围自动桥路平衡;
 15、高稳定、高精度,0.1%±2µε系统精度;
 16、 内置校准电阻;
 17、友好的采集处理软件界面;
 18、超强的设计能力,完全的自主知识产权,可按应用定制产品;

五、技术指标 
   1、传感器:4桥臂惠斯通电桥应变计(标准为350欧 型); 
   2、桥压激励:5.0 VDC; 
   3、传感器及电源连接方法:螺钉端子块; 
   4、 电源输入:7.5-12 VDC;接350欧桥路时最大电流为60mA ; 
   5、发射频率:903-922 MHz; 
   6、 电池寿命:12小时(9V锂电,350欧桥路,25℃环境温度) 
   7、发射距离: >20英尺; 
   8、离心加速度(稳态):3000g(即转速为6500RPM、直径为5英寸轴的表面离心加速度);