CN110675616A - 一种高精度传输旋转部件信号的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及信号处理技术领域，提供一种高精度传输旋转部件信号的方法，包括传输步骤：将一个或多个用于数据采集的传感器安装在旋转部件上；所述传感器的信号输出端依次顺序设置信号调理模块、处理器和无线传输模块，结合外部处理设备形成数据传输线；利用外部电源建立电力传输线；本发明通过在数据采集端后侧增设信号调理模块，优选地在导电滑环的内部增加固定精密型放大器，利用放大器对信号进行预处理后，变成不受或者难以受到干扰的信号，保证旋转部件信号可以高精度的传输；同时利用数据传输线和电力传输线的独立设计，实现信号与电源的传输相分离，进一步提高整体的抗干扰性能。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及一种高精度传输旋转部件信号的方法。
背景技术
对于各种包含车轮的交通工具，如道路车辆、轨道机车、飞机，如果要传输其车轮的信号，在一些旋转结构中，由于旋转运动使得信号无法用导线传输，需要利用导电滑环来完成信号的传输，导电滑环还广泛应用于机器人、风力发电和军事等领域，比如工业上的机械手，军事上的卫星追踪，医疗设备扫描系统，航天飞行器跟踪系统等。
接触式导电滑环由于内外环之间的高速摩擦会产生发热和噪声，时间长了容易变形,影响接触的紧密性,从而影响滑环的接触电阻，导致信号失真或干扰过大，传输信号畸变，影响检测结果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高精度传输旋转部件信号的方法，解决了信号失真或干扰过大，传输信号畸变的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高精度传输旋转部件信号的方法，包括传输步骤：
将一个或多个用于数据采集的传感器安装在旋转部件上；
所述传感器的信号输出端依次顺序设置信号调理模块、处理器和无线传输模块，结合外部处理设备形成数据传输线；
利用外部电源建立电力传输线。
更进一步地，所述传感器为导电滑环或温度传感器，所述导电滑环的转子端安装在旋转部件上，跟随旋转；其定子端接收来自所述转子端的信号，并将电压信号上传至所述信号调理模块上。
更进一步地，所述信号调理模块为精密型放大器，所述精密型放大器安装在所述转子端上，所述精密型放大器接受到电压信号进行放大并输出。
更进一步地，所述处理器采用内置有A/D转换模块的处理器，通过将所述A/D转换模块放大后的电压信号转换为数字信号，并经所述无线传输模块发送至所述外部处理设备。
更进一步地，所述数字信号在通过无线传输模块发送前，进行信源编码和信道编码，所述外部处理设备接受到无线数据后进行解码得到测量参数。
更进一步地，所述电力传输线采用感应电能传输，其还包括互感式变压器和整流滤波模块，所述互感式变压器的动线圈及所述整流滤波模块均固定在所述旋转部件上，所述整流滤波模块输入端连接所述动线圈，输出端用于传感器、信号调理模块、处理器和无线传输模块供电。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果：
较现有技术相比本发明通过在数据采集端后侧增设信号调理模块，优选地在导电滑环的内部增加固定精密型放大器，利用放大器对信号进行预处理后，变成不受或者难以受到干扰的信号，保证旋转部件信号可以高精度的传输；同时利用数据传输线和电力传输线的独立设计，实现信号与电源的传输相分离，进一步提高整体的抗干扰性能。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：
图1为本发明的信号及电力传输系统结构图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。本实施例的一种高精度传输旋转部件信号的方法，包括传输步骤：
将一个或多个用于数据采集的传感器安装在旋转部件上；
传感器的信号输出端依次顺序设置信号调理模块、处理器和无线传输模块，结合外部处理设备形成数据传输线；
通过利用数据传输线和电力传输线的独立设计，实现信号与电源的传输相分离，可以有效地提高整体的抗干扰性能。
利用外部电源建立电力传输线，用于对固定在旋转部件电气元件进行供电。
传感器为导电滑环，导电滑环的转子端安装在旋转部件上，跟随旋转；其定子端接收来自转子端的信号，并将电压信号上传至信号调理模块上。
信号调理模块为精密型放大器，本实施例优选采用AD620型放大器，其具有噪声小、体积小、功率低，且增益范围可调的优点，适应于在转子端进行安装；精密型放大器安装在转子端上，精密型放大器接受到电压信号进行放大并输出。利用放大器对信号进行预处理后，变成不受或者难以受到干扰的信号，保证旋转部件信号可以高精度的传输。
处理器采用内置有A/D转换模块的处理器，通过将A/D转换模块放大后的电压信号转换为数字信号，并经无线传输模块发送至外部处理设备。
数字信号在通过无线传输模块发送前，进行信源编码和信道编码，外部处理设备接受到无线数据后进行解码得到测量参数。其中信源编码是使数据传输能够充分地利用传输通道的带宽，信道编码是数据能够正确无误地传输到底面设备。其中采用PC104作为下位机，无线传输模块的接收器通过RS485协议与下位机通信。
其中无线传输模块基于红外外线传输，其主要包括，发射器部分、信道部分和接收器部分，发射部分设有红外发射器和编码控制器，接收器部分包括红外接收器和解码控制器。工作时，通过编码控制器控制红外发射器产生编码红外脉冲，接收器检测到红外脉冲信号并上传给解码控制器进行转换，输出数字信号。
电力传输线采用感应电能传输，其还包括互感式变压器和整流滤波模块，互感式变压器的动线圈及整流滤波模块均固定在旋转部件上，整流滤波模块输入端连接动线圈，输出端用于传感器、信号调理模块、处理器和无线传输模块供电。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种高精度传输旋转部件信号的方法，其特征在于，包括传输步骤：
将一个或多个用于数据采集的传感器安装在旋转部件上；
所述传感器的信号输出端依次顺序设置信号调理模块、处理器和无线传输模块，结合外部处理设备形成数据传输线；
利用外部电源建立电力传输线。
2.根据权利要求1所述的一种高精度传输旋转部件信号的方法，其特征在于，所述传感器为导电滑环或温度传感器，所述导电滑环的转子端安装在旋转部件上，跟随旋转；其定子端接收来自所述转子端的信号，并将电压信号上传至所述信号调理模块上。
3.根据权利要求2所述的一种高精度传输旋转部件信号的方法，其特征在于，所述信号调理模块为精密型放大器，所述精密型放大器安装在所述转子端上，所述精密型放大器接受到电压信号进行放大并输出。
4.根据权利要求1所述的一种高精度传输旋转部件信号的方法，其特征在于，所述处理器采用内置有A/D转换模块的处理器，通过将所述A/D转换模块放大后的电压信号转换为数字信号，并经所述无线传输模块发送至所述外部处理设备。
5.根据权利要求2所述的一种高精度传输旋转部件信号的方法，其特征在于，所述数字信号在通过无线传输模块发送前，进行信源编码和信道编码，所述外部处理设备接受到无线数据后进行解码得到测量参数。
6.根据权利要求1所述的一种高精度传输旋转部件信号的方法，其特征在于，所述电力传输线采用感应电能传输，其还包括互感式变压器和整流滤波模块，所述互感式变压器的动线圈及所述整流滤波模块均固定在所述旋转部件上，所述整流滤波模块输入端连接所述动线圈，输出端用于传感器、信号调理模块、处理器和无线传输模块供电。
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