CN102788652A - 磁致伸缩传感器系统和方法 - Google Patents

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K.R.戈雷
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Abstract

本发明名称为“磁致伸缩传感器系统和方法”。一种用于感测风力涡轮转子轴上的力的、基于磁致伸缩的传感器系统，风力涡轮转子轴具有对磁致伸缩敏感的多个局部磁化畴。该传感器系统包括至少两组第一磁力仪和第二磁力仪。可以利用来自至少两组第一磁力仪和第二磁力仪的信号来确定正在施加于风力涡轮转子轴上的扭转力或线性力。

Description

磁致伸缩传感器系统和方法
技术领域
本发明涉及一种磁致伸缩传感器系统和方法，以及更具体来说涉及用于与风力涡轮一起使用的磁致伸缩传感器系统和方法。
背景技术
风力涡轮是公知的。有两种基本类型的商用风力涡轮，即垂直轴风力涡轮和水平轴风力涡轮。大多数水平轴风力涡轮包括塔架、短舱、多个转子叶片和发电机。该塔架可以与电塔相似，或它可以是钢管塔架。该短舱是包含风力涡轮的内部工作件(inner working)的坚固中空壳体，这些内部工作件包括低速旋转轴和齿轮箱。它还包括转子叶片节距控制和偏航驱动，其控制涡轮相对于风的位置。该短舱还提供转子叶片的锚点。发电机将收集的风能转换成电力。
风力涡轮经受若干形式的力。确切地来说，风力涡轮能够经受线性力以及扭转力。高速风和风向改变可能对风力涡轮产生负荷。对风力涡轮的过量负荷可能对涡轮的组件产生损坏，例如破裂，或可能导致灾难性故障。
在现有技术中需要一种用于确定正在施加于风力涡轮上的实时力的系统和方法。
发明内容
本发明的实施例包括一种用于感测风力涡轮转子轴上的力的、基于磁致伸缩的传感器系统，风力涡轮转子轴具有对磁致伸缩敏感的多个局部磁化畴。该基于磁致伸缩的传感器系统包括至少两组第一磁力仪和第二磁力仪，每组位于磁化畴的其中之一上。可以利用来自至少两组第一磁力仪和第二磁力仪的信号来确定正在施加于风力涡轮转子轴上的扭转力或线性力。
在一个方面中，该基于磁致伸缩的传感器系统包括可编程逻辑控制器(PLC)或微控制器，该可编程逻辑控制器(PLC)或微控制器配置成对于每组磁力仪，从第一磁力仪和第二磁力仪的其中之一的信号减去该第一磁力仪和第二磁力仪中另一个的信号，以获取每组磁力仪的校正的磁致伸缩信号。
在另一个方面中，该PLC或微控制器配置成将一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号加上绕转子轴约180度设置的另一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号，以确定正在施加于转子轴上的实时扭转力。该PLC或微控制器配置成从一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号减去绕转子轴约180度设置的另一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号，以确定正在施加于转子轴上的实时线性力。
本发明的实施例包括风力涡轮，该风力涡轮包括塔架、多个叶片和设在塔架上方并附连到多个叶片的短舱。该短舱包括具有绕着转子轴设置的多个磁化畴的低速转子轴以及至少两组第一磁力仪和第二磁力仪，每组设在磁化畴的其中之一上，其中可以利用来自至少两组第一磁力仪和第二磁力仪的信号来确定正在施加于转子轴上的实时扭转力或线性力。
本发明的实施例包括一种确定正在施加于风力涡轮转子轴上的力的方法。该方法包括在转子轴上形成磁化畴；提供成对的第一磁力仪和第二磁力仪，每对定位于转子轴上相应的磁化畴上或与之偏移；确定每对第一磁力仪和第二磁力仪的磁致伸缩信号；以及根据这些磁致伸缩信号确定正在施加于转子轴上的力。
当结合附图考量下文详细描述时，可以进一步理解和/或图示本发明的这些和其他特征、方面和优点。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的风力涡轮的局部透视图。 
图2是图示图1的风力涡轮的短舱内部的示意图。
图3是具有根据本发明的实施例的磁致伸缩感测系统的转子轴的示意图。 
图4图示在根据本发明的实施例的图3的转子轴上形成的磁化畴。
图5和图6是图示根据本发明实施例的图3的磁致伸缩感测系统的潜在电功率和数据传输布置的示意图。
图7是图示根据本发明的实施例的图3的磁致伸缩感测系统的数据传输布置的示意图。
图8A和图8B是根据本发明的实施例的图3的磁致伸缩感测系统和读出的示意表示。
图9图示示出转子轴上测量的转矩与发电机的输出之间的相关性的曲线图。
图10图示挠曲力的应变仪读数与相同挠曲力的磁传感器读数之间的相关性。
图11图示根据本发明的实施例用于确定转子轴上的力的过程。
具体实施方式
本说明书提供某些定义和方法来更好地定义本发明的多个实施例和方面及在其制造的实践中引导本领域普通技术人员。提供或未提供特定术语或短语的定义不意味着暗示任何特定的重要性或不具有重要性；更确切地，除非另行说明，否则术语将按照相关领域中普通技术人员约定俗成的用法来理解。
除非另外定义，否则本文使用的技术和科学术语具有与本发明所属的领域中的技术人员所共识的相同的含义。如本文所使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何次序、数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件相区分。再有，术语“一”不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所引述的项，以及除非另外说明，否则术语“前面”、“后面”、“底下”和/或“顶上”仅出于方便描述而使用，并不限于任何一个位置或空间朝向。如果公开范围，则指向相同组件或属性的所有范围的端点是包含在内的且是可独立地组合的。
结合数量使用的修饰语“大约”是包含所提到的值的，并且具有上下文所指示的含义(例如，包含与特定数量的测量关联的误差度)。本说明书中通篇对“一个实施例”、“另一个实施例”、“一实施例”等的引述表示结合该实施例描述的特定元件(例如，特征、结构和/或特性)可以包含在本文描述的至少一个实施例中，并且可能存在于或可能不存在于另一个实施例中。此外，还要理解，所描述的创造性特征可以采用任何适合的方式在多种实施例中进行组合。
如图1所示，风力涡轮100包括塔架115，短舱102附接在塔架115上。短舱102包括毂盘120，涡轮叶片117锚定在毂盘120中。
图2图示典型的商用风力涡轮的短舱的内部组件。短舱102封装从毂盘102延伸的低速转子轴104。低速转子轴104将涡轮叶片117获取的风能转换成旋转能。转子轴104连接到齿轮箱106，齿轮箱106取得转子轴的低旋转速度，并通过齿轮传动将其提升到较高旋转速度。齿轮箱106与发电机108连接，发电机108从齿轮箱106取得旋转能，并将其转换成电力。可以将磁致伸缩感测系统140(稍后将更详细地描述)定位于沿转子轴104的一个或多个位置中。 
图3以示意形式图示根据本发明的实施例的低速转子轴104。转子轴104经受磁化以在绕着轴的多种位置处形成局部磁化畴135。如图所示，可以在与转子轴104的轴向基本垂直的单个平面137内见到局部磁化畴135。
磁致伸缩感测系统140包括两对或两对以上磁致伸缩传感器或磁力仪。这些多对磁力仪设在每个局部磁化畴135内。如图3所示，多对磁力仪142、144定位于各处在局部磁化畴135内的传感器位置141处。确切地来说，磁力仪142a、144a定位于局部磁化畴135内的传感器位置141a处。从传感器位置141a起在平面137内绕转子轴104约180度，磁力仪定位于局部磁化畴135内的传感器位置141c。在局部磁化畴135内，在从传感器位置141a和141c起约90度的传感器位置141b处定位一对磁力仪。最后，在局部磁化畴135内，在从传感器位置141b起约180度的传感器位置141d处定位一对磁力仪。
应该意识到，虽然将传感器位置图示和论述为定位于局部磁化畴135处，但是可以代之以将传感器位置与局部磁化畴偏移，位于平面137内或平面137外。此外，虽然磁致伸缩感测系统示出为与转子轴104接触，但是应该意识到可以代之以使用非接触感测。虽然图示了四个传感器位置，但是应该理解可以利用多于或少于四个传感器位置。传感器位置的数量可以与局部磁化畴的数量对应。应该指出传感器位置的数量应该优选地为偶数，因为可以利用来自相对的传感器位置处的传感器的信号来确定施加于风力涡轮上的力。虽然图示单个平面137，但是应该理解可以沿着转子轴104形成包含局部磁化畴的多于一个的平面137。最后，应该意识到可以将例如磁场和/或温度的附加传感器定位于转子轴上。可以使用附加的磁力仪来监视背景磁场，例如，地球磁场和/或外来的电磁干扰(EMI)，同时可以使用附加的温度传感器来监视温度变化。温度变化和背景磁干扰可能影响来自主磁力仪的信号。通过监视温度变化和背景磁干扰，可以由微控制器和/或PLC通过数学方式消除该影响的量值。
转子轴104的某些部位的局部磁化以这些部位超长时间周期(优选地对于转子轴的使用寿命)地保持磁化的方式来实现。例如，转子轴104可以经受美国专利号7,631,564中描述的局部磁化过程，该专利的整个内容通过引用并入本文。如图4所示，局部磁化在磁化畴135内形成极化区域。这些极化区域可以形成具有两个正(N)区域夹一个负(S)区域的第一部位和具有两个负(S)区域夹一个正(N)区域的第二部位，两个部位均横跨平面137。在力正在施加于转子轴上时，极化区域的磁场强度与所经受的应力成比例地变化。磁力仪可以配置成测量磁场强度并传送它们测量的信号。
如图所示，可以将磁力仪定位成使得一个磁力仪142a在横跨平面137的第一部位内以及第二磁力仪144a位于横跨平面137的第二部位内。将磁力仪如此定位的好处在于消除背景场的误差并倍增磁致伸缩信号。换言之，使得两个磁力仪能够检测相同的背景磁场，但是含有符号相反的磁致伸缩信号。当减去这些信号时，背景场被移除，但是磁致伸缩信号得以倍增。或者，可以将传感器142a、144a(及其他多对传感器)设为与局部磁化畴135偏移。
操作中，每个传感器位置处的磁力仪测量特定局部磁化畴的磁场强度中的变化。将每个传感器位置处的每个磁致伸缩传感器的测量传送到转子轴104上的微控制器或设为远离转子轴的可编程逻辑控制器(PLC)。微控制器和/或PLC配置成从来自每个传感器位置的磁力仪的其中之一的信号减去来自相同传感器位置的磁力仪中的另一个磁力仪的信号，以获取每组磁力仪的校正的磁致伸缩信号。
然后，在获取每个传感器位置的校正的磁致伸缩信号之后，该微控制器和/或PLC配置成将来自一个传感器位置处的一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号加上来自绕转子轴约180度设置的传感器位置处的另一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号，以确定正在施加于转子轴上的实时扭转力。再者，该微控制器和/或PLC配置成从来自一个传感器位置处的一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号减去来自绕转子轴约180度设置的传感器位置处的另一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号，以确定正在施加于转子轴上的实时线性力。以此方式，这些磁力仪与微控制器和/或PLC组合能够实时地同时确定正在施加于转子轴104上的线性力和扭转力。
一些风力涡轮在其一端处包括法兰，以及围绕转子轴设置的轴承和迷宫式密封。可以将磁致伸缩感测系统140定位于转子轴的一个或多个扇区中。例如，可以将磁致伸缩感测系统140定位于法兰与轴承之间。或者，可以将磁致伸缩感测系统140定位于自法兰起的轴承的远端上。对于较大的涡轮，如包括一对轴承的3.5兆瓦涡轮，可以将磁致伸缩感测系统140定位于法兰之前；法兰之后但第一轴承之前；轴承之间；或第二轴承之后。可以将磁力仪设在紧靠轴承之后或其后某个距离内。磁致伸缩感测系统的位置的正确定位应该是在影响转子轴上的力处于其最高值的地方以便能够在此获取最大信号。
图5图示向磁力仪142a、144a至142d、144d供电的选择。选择A包括控制器170、电池172和数据记录器174，其全部设在转子轴104上。在一个实施例中，控制器170是微控制器。电池172经由控制器170向磁力仪142a、144a至142d、144d供电。数据记录器174经由控制器170从磁力仪142a、144a至142d、144d收集数据。可以检索并分析所收集的数据，以提供有关正在施加于风力涡轮(更具体地来说，施加于转子轴104)上的力的非实时信息。在选择B中，也可以将收集的数据用作用于控制的实时输入，并且因此不一定记录它。或者，可以同时记录(通过数据记录器)收集的数据以及将收集的数据用于实时控制的输入。在故障的情况中，可以分析记录的数据来查看严重故障事件之前发生了什么。此功能类似于飞机中的“黑盒子”功能。
选择B包括无线供电源176，无线数据传输设备和可编程逻辑控制器180上的数据存储。在一个实施例中，无线供电源176是电感供电源。无线供电源176、无线数据传输设备178和可编程逻辑控制器180可以设为与转子轴104分开。
图6图示第三选择，选择C，其用于向磁力仪142a、144a至142d、144d供电。在本实施例中，向磁力仪供电和从磁力仪进行数据传输经由控制器170来进行。但是，在本实施例中，设为与转子轴间隔开的有线供电源182向磁力仪供电。可以通过使用滑环(slip ring)将导线保持在远离移动部件的位置。还可以使用滑环将控制器170与设为远离转子轴的有线数据传输设备184之间的附加导线保持在远离移动部件的位置。在滑环之后，可以将导线布局设为始发于毂盘经由涡轮的法兰或钻进低速转子轴的孔。可以将从磁力仪传输到有线数据传输设备184的数据存储在可编程逻辑控制器180的存储介质中。
应该意识到，对于选择B和C，可以在系统中包含冗余电池，例如电池172。冗余电池将在电源故障和涡轮关机期间运行系统。在正常运行期间，该电池将处于备用模式。
应该意识到，可以使用从感测信号收集的数据作为输入用于主动性控制与风力涡轮相关联的多种因素。这些因素的其中一些可以是例如节距驱动和偏航角。另一个因素是主动性制动，其基于控制功率变流器的有效功率引入。确切地来说，可以使用感测信号以减少对诸如轴、齿轮箱、轴承、叶片和塔架本身的多种涡轮部件的负荷以及减少其组件疲劳。可以在操作期间或紧急停机期间使用感测信号来调整叶片角度、偏航角度和变流器输出功率。
图7更详细地图示图5的无线数据传输设备178。可以通过任何数量的多种通信标准、协议和架构来将数据从磁力仪传输到控制器170。例如，可以经由串行外设接口(SPI)总线来传输数据。SPI是以全双工模式操作的同步串行数据链路标准。该通信通过主/从模式来进行，其中，可编程逻辑控制器的微控制器是发起数据帧的主设备，而磁力仪是从设备。还可以使用串行协议以外的其他选择，例如I2C、RS233、CAN等。再者，可以利用基于制造方/消费方或无线特设的架构。
传输到控制器170的数据通过单端数据传输元件(如，RS232)进一步传输到无线数据传输设备178。确切地来说，在控制器170与数据传输设备178之间的通信回路中，控制器170是例如基于RS232标准的通信协议中的从设备或制造方。在此配置中，可编程逻辑控制器用作主设备或消费方。在这两个基本实体之间，可以实现无线模块和协议/标准适配器。蓝牙和Wi-Fi是可利用的适合无线标准的示例。应该意识到，正如前文提到的，可以使用其他协议、架构或标准。
图8A和图8B图示磁致伸缩感测系统140和读出电子器件。将来自磁致伸缩感测系统140的数据信号传输到放大器146，放大器146将该信号放大超过模数转换器(ADC)的噪声电平，并抑制共模信号。数据从放大器146传输到模拟滤波器148，滤波器148滤掉高频噪声并防止对此高频测量带宽造成的混叠。数据从模拟滤波器148发送到抗混叠器(anti-aliaser)150，抗混叠器150继续滤掉频率上视为太高的信号。应该意识到，模拟滤波器148本身执行抗混叠，并且包括抗混叠器(如抗混叠器150)是更具代表性的所有模拟滤波器148执行的功能。显然，所采用的模拟滤波器148越多，能够实现的信号性能越好。然后，将数据传输到模数转换器(ADC)152。最后，将现在数字化的数据传输到控制器170。 
还可使图8A和8B的配置基于温度来改变放大。可以将正温度系数热敏电阻器连接到运算放大器的反馈回路中。这样，可以补偿磁力仪的灵敏度中的任何温度影响。或者，可以通过微控制器和/或可编程逻辑控制器以数字方式执行温度补偿。
还应该意识到，模拟滤波仅是适合的电子器件配置的一个示例。例如，可以对模拟滤波代之以利用数字陷波滤波和基于开关电容器的滤波。
在一个实施例中，完整的传感器系统包括16个磁力仪，其中8个用于实现冗余性以及检测背景磁场强度。此外，将温度传感器应用于转子轴104以测量温度波动，温度波动将用于补偿环境变化。读出电子器件将包括放大、模拟滤波、温度补偿和模数转换(ADC)。可以将读出电子器件安装在更适于安装在圆柱形转子轴上的柔性印刷电路板(PCB)上。可以在传感器附近执行ADC以将电磁干扰(EMI)的影响减到最小。可以通过高磁导(Mu metal)屏蔽、使用数字信号传输和短的模拟路径(大约10毫米量级)来抑制任何EMI。高磁导屏蔽是包含具有使之对于屏蔽磁场耦合到电路非常有效率的特性的特定金属的屏蔽。适合的高磁导的示例包括具有非常高的导磁率的镍铁合金(约75%镍、15%铁，加铜和钼)。
图9是图示施加于风力涡轮的转子轴(如转子轴104)上的力与转子轴104生成的功率之间的相关性的曲线图。如图所示，风力涡轮生成的功率对时间绘图。还通过两个磁力仪来确定使风力涡轮扭曲的风产生的转矩，并在时间上绘图。如曲线图所示，磁力仪实时地确定的转矩与风力涡轮生成的功率之间存在密切相关性。
图10图示应变仪测量与磁力仪测量之间的相关性。应变仪已用于确定转子轴上的线性力，并且一般认为其在确定线性力中是精确的。应变仪的一个缺点在于，其有效使用寿命一般在约1年和5年之间。如图所示，原始磁致伸缩传感器数据过去是对正在施加于转子轴上的线性力获取的。显然，来自磁力仪的原始数据与来自应变仪测量之间表面看来几乎没有相关性。接下来，从原始磁致伸缩传感器数据中滤掉罗经效应(compass effect)。罗经效应是地球磁场所导致的影响。最后，从原始磁致伸缩传感器数据中滤掉来自磁效应外的外部的电磁干扰(EMI)。其结果是滤波的磁致伸缩传感器测量与应变仪测量之间的密切相关性。
图11图示用于确定正在施加于风力涡轮的转子轴上的力的方法。在步骤200处，在转子轴上形成磁化畴。在一个实施例中，在转子轴上形成至少四个磁化畴。在步骤205处，在围绕转子轴的多种位置提供能够感测磁场变化的成对的传感器。在一个实施例中，这些传感器是磁力仪。在一个实施例中，每对传感器定位于磁化畴的相应的一个上。在另一个实施例中，将一对或多对传感器定位成与磁化畴偏移。在另一个实施例中，将定位四对传感器，其中每对传感器与相邻的传感器对偏移约90度。在步骤210处，对每对传感器确定磁致伸缩信号。每个传感器位置处的磁力仪测量特定局部磁化畴的磁场强度中的变化。将每个传感器位置处的每个磁力仪的测量传送到转子轴104上的微控制器或传送到设为远离转子轴的可编程逻辑控制器(PLC)。微控制器和/或PLC配置成从来自每个传感器位置的磁力仪的其中之一的信号减去来自相同传感器位置的磁力仪中的另一个磁力仪的信号，以获取每组磁力仪的校正的磁致伸缩信号。然后，在步骤215处，确定正在施加于转子轴上的力。在获取每个传感器位置的校正的磁致伸缩信号之后，该微控制器和/或PLC配置成将来自一个传感器位置处的一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号加上来自绕转子轴约180度设置的传感器位置处的另一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号，以确定正在施加于转子轴上的实时扭转力。再者，该微控制器和/或PLC配置成从来自一个传感器位置处的一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号减去来自绕转子轴约180度设置的传感器位置处的另一组磁力仪的校正的磁致伸缩信号，以确定正在施加于转子轴上的实时线性力。以此方式，这些磁力仪与微控制器和/或PLC组合能够实时地同时确定正在施加于转子轴104上的线性力和扭转力。
可以将其他传感器，例如背景磁场传感器和温度传感器包含在传感器系统中，并用于校正背景磁场和/或对磁致伸缩信号的温度影响。此外，当风力涡轮与地球引力矢量不吻合时，还存在一些情况。在此类情况中，当短舱旋转时可能发生小误差。可以包含一些磁场或位置传感器来测量偏航角度，以便可以校正偏航角误差。 
本文描述的本发明的实施例将能够实现对风力涡轮上的非对称负荷的更大控制。通过更加能够确定风力涡轮上的非对称负荷，能够减少风力涡轮的操作参数余量(margin)，从而使得风力涡轮运营商能够从风力涡轮取得更大的功率。
本发明的实施例能够用于针对监视涡轮的任何自然和非期望的振动模式的目的而测量时域信号或执行频率转换。再者，可以使用本发明的实施例生成的信号来例如主动地控制偏航角度、叶片节距角和由于变流器引入所导致的制动功率。
虽然本发明是仅结合数量有限的实施例来详细描述的，但是应该容易地理解，本发明并不限于此类公开的实施例。更确切地，本发明能够修改为并入前文未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、替换、替代或等效布置。例如，虽然一些实施例是以可能最初表示单数形式的术语来描述的，但是应该意识到可以利用多个组件。再者，虽然磁力仪位置示出且描述为在低速转子轴上时，但是应该理解，可以将此类磁力仪定位于具有磁致伸缩特性的任何适合的高强度钢结构上，例如高速轴、轴承、齿轮箱和可能的塔架(如果由适合的材料制造)。再有，虽然图示和描述的风力涡轮包括齿轮箱和高速转子轴，但是应该意识到，其他形式的风力涡轮也能够结合磁力仪来利用。例如，可以在商用风力涡轮中使用直接驱动系统。在直接驱动系统中，省略了齿轮箱和高速转子轴。此外，虽然描述了本发明的多种实施例，但是要理解，本发明的多个方面可以包括描述的实施例的仅其中一些。因此，本发明不应视为由前文描述限定，而是仅由所附权利要求的范围来限定。
部件列表
Figure 2012101551089100002DEST_PATH_IMAGE002

Claims (10)

1. 一种用于感测具有对磁场敏感的多个局部磁化畴(135)的风力涡轮转子轴(104)上的力的传感器系统(140)，所述传感器系统(140)包括至少两组第一(142)磁力仪和第二(144)磁力仪，其中可以利用来自所述至少两组第一磁力仪和第二磁力仪的信号来确定正在施加于所述风力涡轮转子轴上的扭转力或线性力。
2. 如权利要求1所述的传感器系统，其中，所述至少两组第一磁力仪和第二磁力仪各设在所述磁化畴的其中之一上。
3. 如权利要求1所述的传感器系统，包括：
读出电子器件(146、148、150、152)；
通信系统(178、184)； 
供电源单元(172、176、182)；以及可选地
微控制器(170)。
4. 如权利要求3所述的传感器系统，包括用于确定温度变化的至少一个传感器或用于确定背景磁场的至少一个背景传感器。
5. 如权利要求3所述的传感器系统，其中，由所述读出电子器件或由所述微控制器来执行温度补偿。
6. 如权利要求3所述的传感器系统，其中，所述供电源单元经由电力线、经电感耦合或光链路以无线方式，或经由电池向所述传感器系统供电。
7. 如权利要求3所述的传感器系统，其中，所述通信系统配置成收集数据并以无线方式或通过导线将所述数据转发到可编程逻辑控制器(180)。
8. 如权利要求7所述的传感器系统，其中，所述可编程逻辑控制器(PLC)或所述微控制器配置成对于每组磁力仪，从所述第一磁力仪和第二磁力仪的其中之一的信号减去所述第一磁力仪和第二磁力仪中另一个的信号，以获取每组磁力仪的校正的磁致伸缩信号。
9. 如权利要求8所述的传感器系统，包括四组第一磁力仪和第二磁力仪，每组设为沿着所述磁化畴的其中之一内的平面、相对相邻的组成大约90度。
10. 根据权利要求9所述的传感器系统，其中，所述可编程逻辑控制器或所述微控制器配置成：
将一组磁力仪的所述校正的磁致伸缩信号加上绕所述转子轴约180度设置的另一组磁力仪的所述校正的磁致伸缩信号，以确定正在施加于所述转子轴上的实时扭转力；以及
从一组磁力仪的所述校正的磁致伸缩信号减去绕所述转子轴约180度设置的另一组磁力仪的所述校正的磁致伸缩信号，以确定正在施加于所述转子轴上的实时线性力。
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