DE10325667A1 - Roller bearing rotating component sensor system uses SAW and BAW sensor with responses transmitted through shared antenna as frequency separated narrow band signals - Google Patents

Roller bearing rotating component sensor system uses SAW and BAW sensor with responses transmitted through shared antenna as frequency separated narrow band signals Download PDF

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Abstract

A roller bearing rotating component sensor system uses SAW and BAW sensors (1, 2) and transmits their responses (6, 7) by radio from the rotating system to a stationary receiver (12) as narrowband signals with large centre frequency (19, 20) separation (22) using a single antenna pair (5, 10). Independent claims are included for the procedures used by the system.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindungfield of use the invention

Die Erfindung betrifft ein Messsystem mit wenigstens zwei SAW- oder BAW-Sensoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben dieses Messsystems gemäß dem Oberbegriff des Verfahrensanspruches.The The invention relates to a measuring system with at least two SAW or BAW sensors according to the preamble of patent claim 1 and a method for operating this measuring system according to the generic term the method claim.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Aus der DE 100 17 572 A1 ist ein Wälzlager mit elektroakustischen SAW (Surface Acoustic Wave)- oder BAW (Body Acoustic Wave)-Sensoren bekannt, mit deren Hilfe ein Signal erzeugbar ist, aus dem verschiedene Lagermessgrößen ermittelbar sind. Dieses als Sensorantwort bezeichnete Sensorsignal wird von einer an dem rotierenden Lagerbauteil befestigten Sendeantenne zu einer außerhalb des rotierenden Systems befindlichen Empfangsantenne übertragen und von dort zu einer Auswertungseinrichtung weitergeleitet. Die Empfangsantenne, eine Abfrageeinrichtung wahlweise zusammen mit der Auswertungseinrichtung und Kombinationen aus Antenne und den Einrichtungen sind im folgenden auch gemeinsam unter dem Begriff Empfangseinrichtung geführt.From the DE 100 17 572 A1 is a rolling bearing with electroacoustic SAW (Surface Acoustic Wave) - or BAW (Body Acoustic Wave) sensors known, with the aid of a signal can be generated, from which various storage parameters can be determined. This sensor signal, referred to as the sensor response, is transmitted from a transmitting antenna mounted on the rotating bearing component to a receiving antenna located outside the rotating system, and from there forwarded to an evaluation device. The receiving antenna, an interrogator optionally together with the evaluation device and combinations of antenna and the devices are also listed below under the term receiving device.

Derartige SAW- bzw. BAW-Sensoren verfügen bekanntlich über Bereiche mit piezoelektrischen Eigenschaften, mit denen akustische Oberflächen- bzw. Volumenwellen erzeugbar sind, die sich in dem Sensorsubstrat oder an dessen Oberfläche lateral von der Anregungsquelle fortbewegen. Über der Längserstreckung der SAW- bzw. BAW-Sensoren sind zudem Reflektoren ausgebildet, an denen die genannten Wellen reflektiert und zum piezoelektrischen Bereich zurückgelenkt werden. In diesem Betriebszustand arbeitet ein solcher piezoelektrischer Bereich als piezoelektrischer Messfühler, der die reflektierten Wellen in ein elektrisches Signal umwandelt.such SAW or BAW sensors known about Areas with piezoelectric properties that are acoustic Surface or Bulk waves are generated, which are in the sensor substrate or on its surface move laterally from the excitation source. Over the longitudinal extent of the SAW or BAW sensors are also formed reflectors on which said Waves reflected and directed back to the piezoelectric region become. In this operating state, such a piezoelectric region operates as a piezoelectric sensor, which converts the reflected waves into an electrical signal.

Sobald ein mit einem SAW- bzw. BAW-Sensor ausgestattetes Lagerbauteil Kräften und/oder Temperaturveränderungen ausgesetzt ist, entstehen in diesem mechanische Spannungen, die sich auch auf den SAW- bzw. BAW-Sensor auswirken. Dieser erfährt dann ebenfalls eine Veränderung seiner Abmessungen und/oder physikalischen Eigenschaften, welche sich letztlich in Laufzeitunterschieden der an den Sensorreflektoren reflektierten Wellen bemerkbar machen. Diese Laufzeitunterschiede sind dabei im Idealfall proportional abhängig von den auf das Lager wirkenden physikalischen Größen.As soon as an equipped with a SAW or BAW sensor bearing component forces and / or temperature changes is exposed, arise in this mechanical stresses, the also on the SAW or BAW sensor impact. This learns then also a change its dimensions and / or physical properties which ultimately in runtime differences at the sensor reflectors make reflected waves noticeable. These transit time differences Ideally, they are proportionally dependent on those on the bearing acting physical quantities.

Mit einer solchen bekannten Mess- und Auswertungseinrichtung lassen sich neben der Lagertemperatur, der Drehzahl und der Drehrichtung des Lagers auch die auf das Lager wirkenden Kräfte und Momente sowie translatorische und rotatorische Schwingungen bzw. Schwingungsbeschleunigungen von Lagerbauteilen ermitteln.With let such a known measuring and evaluation device next to the bearing temperature, the speed and the direction of rotation the bearing and the forces acting on the bearing forces and moments as well as translational and rotational oscillations or oscillations of Determine bearing components.

Sofern zur Erfassung bestimmter Betriebseigenschaften des rotierenden Bauteils oder zur Verifikation eines Sensorsignals ein zweites Sensorsignal benötigt oder gewünscht wird, sind mehrere SAW- oder BAW-Sensoren an diesem drehbaren Bauteil anzubringen. Bei einem derartigen Messaufbau ergibt sich das technische Problem, dass einerseits aus Kostengründen sowie zur besse ren Vergleichbarkeit der Sensorsignale und zur Reduzierung des Aufwandes für die Signalauswertung hinsichtlich ihres Aufbaus weitgehend identische Sensoren verwendet werden sollen, und dass andererseits die zum gleichen oder annähernd gleichen Zeitpunkt ermittelten physikalisch-technischen Größen möglichst einfach aus dem rotierenden System zu dem statischen System übertragen werden sollen. In bekannten gattungsgemäßen Messsystemen wird beispielsweise hierzu pro SAW- bzw. BAW-Sensor jeweils ein gesondertes Messdatenübermittlungssystem mit Sendeantenne, Empfangsantenne und Abfragelektronik verwendet, so dass dieser Aufbau sehr komplex und vor allem kostenaufwendig ist. Teilweise werden auch Sensoren mit unterschiedlicher Reflektoranordnung benutzt, die sich dann durch das Muster ihres Antwortsignals (Sensorantwort) identifizieren lassen.Provided for detecting certain operating characteristics of the rotating component or for verification of a sensor signal requires a second sensor signal or required If several SAW or BAW sensors are to be attached to this rotatable component. In such a measurement setup, the technical problem arises, that on the one hand for cost reasons and for better comparability of the sensor signals and for reduction the effort for the signal evaluation largely identical in terms of their structure Sensors are to be used, and that on the other hand, the to same or approximate same time determined physical-technical sizes as possible simply transferred from the rotating system to the static system should be. In known generic measuring systems, for example, this For each SAW or BAW sensor, a separate measurement data transmission system used with transmitting antenna, receiving antenna and interrogation electronics, making this setup very complex and, above all, costly is. Partially also sensors with different reflector arrangement become which then uses the pattern of their response signal (sensor response) be identified.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein gegenüber der genannten Lösung des Standes der Technik vereinfachtes Messsystem mit wenigstens zwei SAW- oder BAW-Sensoren vorzuschlagen.In front In this background, the object of the invention is a across from the solution mentioned The prior art simplified measuring system with at least to propose two SAW or BAW sensors.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich hinsichtlich des Messsystems aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Messsystems den Unteransprüchen entnehmbar sind. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines solchen Messsystems ist in dem unabhängigen Verfahrensanspruch sowie den dazu abhängigen Verfahrensansprüchen definiert.The solution This task arises with regard to the measuring system from the Features of claim 1, while advantageous embodiments and further developments of this measuring system the dependent claims are. A method according to the invention to operate such a measuring system is in the independent method claim and the dependent method claims Are defined.

Demnach geht die Erfindung von einem Messsystem mit wenigstens zwei SAW- oder BAW-Sensoren aus, bei dem diese Sensoren an einem Bauteil angeordnet sind, das drehbar in einem feststehenden Bauteil aufgenommen ist.Therefore does the invention of a measuring system with at least two SAW or BAW sensors, in which these sensors are arranged on a component are rotatably received in a fixed component.

Zudem werden die Sensoren durch einen von einer Auswerteeinheit ausgesendeten elektromagnetischen Abfragepuls, den diese im Muster ihrer Reflektoren zurücksenden, abgefragt. Der Frequenzgang der Sensoren ist sehr schmalbandig. Die Mittenfrequenzen der Sensoren unterscheiden sich voneinander und haben dabei einen derart großen Frequenzabstand zueinander, dass sich die Antwortsignale der Sensoren (Sensorantworten) hinsichtlich der Signalübertragung und/oder Signalauswertung nicht gegenseitig stören. Darüber hinaus ist mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Sensoren über Leitungen an eine gemeinsame Sensorantenne angeschlossen sind, und dass die Sendesignale der Sensorantenne von einer gemeinsamen Empfangsantenne zu empfangen sind.In addition, the sensors are emitted by an electromagnetic interrogation pulse emitted by an evaluation unit, this in the pattern ih Return the reflectors, inquired. The frequency response of the sensors is very narrowband. The center frequencies of the sensors differ from each other and have such a large frequency spacing from one another that the response signals of the sensors (sensor responses) do not interfere with one another with regard to signal transmission and / or signal evaluation. Moreover, it is provided with an embodiment of the invention that the sensors are connected via lines to a common sensor antenna, and that the transmission signals of the sensor antenna are to be received by a common receiving antenna.

Durch diesen Aufbau ist es in Abgrenzung zu den Lösungen des Standes der Technik kostensparend möglich, mit nur einer Sendeantenne und nur einer Empfangsantenne die Sensorsignale der zumindest hinsichtlich ihrer Reflektoren identisch aufgebauten SAW- oder BAW-Sensoren aus dem rotierenden in das stationäre System zu übertragen sowie anschließend vorteilhaft auszuwerten.By this structure is in contrast to the solutions of the prior art cost-saving possible, with only one transmitting antenna and only one receiving antenna, the sensor signals the at least in terms of their reflectors constructed identically SAW or BAW sensors from the rotating to the stationary system transferred to and then advantageous to evaluate.

Hinsichtlich einer Abfrageelektronik, die einer Empfangsantenne der Empfangseinrichtung signaltechnisch nachgeordnet ist, ist vorgesehen, dass durch die Abfrageelektronik in frei adrressierbarer Reihenfolge die verschiedenen Mittenfrequenzen abfragbar sind. So ist beispielsweise vorgesehen, die sich von Sensor zu Sensor in den Mittenfrequenzen unterscheidenden Sensorantworten wiederholt in abwechselnder Reihenfolge abzufragen. Außerdem weist die Abfrageelektronik einen Frequenzumschalter oder einen PLL (Phase Locked Loop) auf, der/die Sendefrequenz des an die Sensoren geschickten Abfragepulses ändern kann. Ein PLL ist ein Oszillator, der der Frequenz eines Referenzoszillators stabil und phasenstarr mit einem einstellbaren Frequenzmultiplikator folgt. Durch Änderung des Multiplikators kann leicht die Ausgangsfrequenz des PLL geändert werden. Aufgrund der unterschiedlichen Mittenfre quenzen der Sensoren reflektiert nur jeweils ein Sensor den Abfrageimpuls nennenswert, alle anderen Sensoren bedämpfen ihn stark bis zur Auslöschung. Somit sind die Antwortsignale der einzelnen Sensoren voneinander zu unterscheiden und können einzeln einer Signalauswertungseinrichtung zugeleitet werden.Regarding an interrogation electronics, the receiving antenna of a receiving device downstream of signal technology, it is provided that by Interrogation electronics in freely addressable order the various Center frequencies are queriable. For example, it is intended which differs from sensor to sensor in the center frequencies To query sensor responses repeatedly in alternating order. In addition, points the interrogation electronics a frequency switch or a PLL (phase Locked Loop) on, the / send frequency of the sent to the sensors Change polling pulse can. A PLL is an oscillator that is the frequency of a reference oscillator stable and phase-locked with an adjustable frequency multiplier follows. By change the multiplier can easily change the output frequency of the PLL. Due to the different Mittenfre frequencies of the sensors reflected only one sensor at a time noteworthy the interrogation pulse, all other sensors attenuate strong him to extinction. Consequently the response signals of the individual sensors must be distinguished from one another and can individually fed to a signal evaluation device.

Untersuchungen zeigten, dass insbesondere Sensoren zu bevorzugen sind, deren Sensorsignalkennlinien Mittenfrequenzen aufweisen, die im Bereich von 2450 MHz liegen. Um eine saubere Sensorsignaltrennung erreichen zu können, wird eine Frequenzbandbreite von 200 MHz bis 20 MHz, vorzugsweise jedoch von 100 MHz bis 30 MHz sowie äußerst bevorzugt 50 MHz genutzt. Es versteht sich, dass auch Sensoren eingesetzt werden können, deren Mittenfrequenzen von dem genannten Bereich von 2450 MHz abweichen. Wichtig ist insbesondere, dass die Frequenzbandbreite des Sensorsignals um die Mittenfrequenz so schmal ist, dass sich die Sensorsignale/antworten der in dem Messsystem eingesetzten Sensoren signaltechnisch nicht gegenseitig stören.investigations showed that especially sensors are to be preferred, their sensor signal characteristics Center frequencies are in the range of 2450 MHz. In order to achieve a clean sensor signal separation, is a frequency bandwidth of 200 MHz to 20 MHz, but preferably from 100 MHz to 30 MHz, and highly preferred 50 MHz used. It is understood that even sensors are used can be their center frequencies deviate from the stated range of 2450 MHz. It is particularly important that the frequency bandwidth of the sensor signal around the center frequency is so narrow that the sensor signals / answer the sensors used in the measuring system not signaling disturb each other.

Zum Betreiben eines Messsystems mit den vorgenannten Merkmalen ist daher verfahrensgemäß vorgesehen, dass die wenigstens zwei Sensoren schmalbandige Signale reflektieren, deren Mittenfrequenzen einen derart großen Frequenzabstand zueinander haben, dass sich diese hinsichtlich der Signalübertragung und/oder Signalauswertung gegenseitig nicht stören, und dass die Sensorsignale einer gemeinsamen Sendeantenne zugeleitet, von einer gemeinsamen Empfangsantenne empfangen sowie durch ihre Frequenz unterscheidbar einer Abfrageeinrichtung und/oder einer Auswertungseinrichtung zur Auswertung zugeführt werden. Es handelt sich demzufolge um ein kombiniertes Frequenz-Zeit-Multiplexverfahren, das heißt, die einzelnen Sensoren werden zeitlich nacheinander durch eine Änderung der Frequenz von ein und der selben Abfrageeinrichtung abgefragt.To the Operating a measuring system with the aforementioned features is therefore provided according to the method, that the at least two sensors reflect narrowband signals, their center frequencies such a large frequency distance to each other have that in terms of signal transmission and / or signal evaluation do not disturb each other, and that the sensor signals are fed to a common transmission antenna, received by a common receiving antenna and by their Frequency distinguishable to an interrogator and / or a Evaluation device are supplied for evaluation. It is about consequently a combined frequency-time multiplexing method, this means, the individual sensors are chronologically successive by a change the frequency of one and the same interrogator queried.

Von Bedeutung ist dabei, dass die Sensorantworten von der gemeinsamen Sendeantenne nacheinander und auf verschiedenen Frequenzen gesendet werden, um nach deren Empfang durch die gemeinsame Empfangsantenne in einer Abfrageelektronik den einzelnen Sensoren zugeordnet zu werden.From Significance is that the sensor responses from the common Transmitter antenna sent in succession and on different frequencies after receiving them through the common receiving antenna assigned to the individual sensors in a query electronics become.

Außerdem ist es verfahrensgemäß vorgesehen, dass die von der Abfrageelektronik signaltechnisch durch unterschiedliche Abfragefrequenzen voneinander getrennten Sensorantworten seriell, d.h. nacheinander bzw. abwechselnd einer Auswertungseinrichtung zur Signalauswertung zugeleitet werden.Besides that is it is provided according to the method, that of the interrogation electronics signal technically by different Interrogation frequencies of separate sensor responses serially, i.e. successively or alternately an evaluation device be forwarded for signal evaluation.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungendescription an embodiment and the drawings

Die Erfindung lässt sich mit Hilfe eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutern, zu dem der Beschreibung eine Zeichnung gemäß 1 beigefügt ist. In 1 sind zwei SAW- bzw. BAW- Sensoren 1, 2 schematisch dargestellt, die an einem hier nicht gezeigten Lagerinnenring eines Messwälzlagers in an sich bekannter Weise befestigt sind. Die Anzahl der SAW- bzw. BAW- Sensoren 1, 2 ist nicht notwendigerweise auf diese beiden Sensoren 1, 2 beschränkt, wenngleich jedoch mehr als ein Sensor zu dem Messsystem gehört.The invention can be explained with the aid of a concrete embodiment, to the description of a drawing according to 1 Attached is. In 1 are two SAW or BAW sensors 1 . 2 shown schematically, which are attached to a bearing inner ring, not shown here a Meßwälzlagers in a conventional manner. The number of SAW or BAW sensors 1 . 2 is not necessarily on these two sensors 1 . 2 limited, although more than one sensor belongs to the measuring system.

Links neben den beiden Sensoren 1, 2 sind die Frequenzkennlinien der beiden Sensoren 1, 2 in zwei Diagrammen dargestellt. Diese Kennlinien machen deutlich, dass die Antwortsignale 6, 7 eine sehr schmale Bandbreite 8, 9 hinsichtlich ihrer Frequenz F aufweisen, deren maximale Signalamplitude SSA die Mittenfrequenz 19, 20 der Frequenzkennlinie markiert. Darüber hinaus ist der Abstand 22 zwischen diesen beiden Mittenfrequenzen 19, 20 so gewählt, dass sich die Sensorsignale 6, 7 hinsichtlich ihres Nutzanteils nicht gegenseitig störend überlagern, weil für jede Mittenfrequenz nur jeweils ein Sensor eine nicht sehr stark gedämpfte Sensorantwort reflektiert.Left next to the two sensors 1 . 2 are the frequency characteristics of the two sensors 1 . 2 shown in two diagrams. These characteristics make it clear that the response signals 6 . 7 a very narrow bandwidth 8th . 9 in terms of their frequency F whose maximum signal amplitude SSA is the center frequency 19 . 20 marked the frequency characteristic. In addition, the distance 22 between these two center frequencies 19 . 20 chosen so that the sensor signals 6 . 7 not mutually interfering with each other in terms of their useful portion, because for each center frequency only one sensor at a time reflects a not very strongly damped sensor response.

Diese Sensorsignale 6, 7 werden von den Sensoren 1, 2 über gesonderte Signalleitungen 3, 4 an eine gemeinsame Sendeantenne 5 weitergeleitet, die an dem genannten Lagerinnenring befestigt ist. Von dort werden die Sensorsignale 6, 7 per Funk an eine gemeinsame Empfangsantenne 10 übertragen und über eine gemeinsame elektrische Leitung 11 einer Abfrageelektronik 12 zugeleitet. Die Empfangsantenne 10 ist vorzugsweise an einem hier nicht dargestellten feststehenden Lageraußenring angeordnet.These sensor signals 6 . 7 be from the sensors 1 . 2 via separate signal lines 3 . 4 to a common transmitting antenna 5 forwarded, which is attached to said bearing inner ring. From there, the sensor signals 6 . 7 by radio to a common receiving antenna 10 transmitted and via a common electrical line 11 a query electronics 12 fed. The receiving antenna 10 is preferably arranged on a stationary bearing outer ring, not shown here.

Von der Abfrageelektronik 12 werden über die Abfrageantenne 10 jeweils abwechselnd Abfragepulse mit der Mittenfrequenz des zu adressierenden Sensors ausgesendet. Dazu wird mit einer Frequenzumschalteinrichtung oder PLL 14 die Sendefrequenz umgeschaltet. Die beiden Sensoren 1, 2 reflektieren durch ihre unterschiedlichen Frequenzkennlinien jeweils nur einen der unterschiedlichen Abfragepulse, der jeweils andere wird sehr stark bedämpft, d.h. durch seine zu sehr von der Abfragefrequenz abweichende Mittenfrequenz kann er nur in sehr geringem Maße auf den Abfragepuls reagieren und wirft nur eine vernachlässigbar kleine Sensorantwort zurück. Dadurch können die Antwortsignale der beiden Sensoren von der Auswerteeinrichtung 12 unterschieden werden. Danach werden die beiden Messsignale in Form der links neben der Umschalteinrichtung dargestellten Empfangssignale 17, 18 mit einer Signalleistung L und einer Frequenz F einer Auswertungseinrichtung 21 über Leitungen 15, 16 zugeführt, in der die eigentliche Auswertung der von den Sensorsignalen 6, 7 bzw. 17, 18 transportierten physikalisch-technischen Größen erfolgen kann.From the interrogation electronics 12 be via the polling antenna 10 alternately emitting interrogation pulses with the center frequency of the sensor to be addressed. This is done with a frequency switching device or PLL 14 Switched the transmission frequency. The two sensors 1 . 2 reflect by their different frequency characteristics only one of the different interrogation pulses, the other is very heavily attenuated, ie by his deviates too much from the interrogation frequency center frequency, he can respond to the interrogation pulse only to a very small extent and throws back only a negligible sensor response. As a result, the response signals of the two sensors from the evaluation device 12 be differentiated. Thereafter, the two measurement signals in the form of the received signals shown to the left of the switching device 17 . 18 with a signal power L and a frequency F of an evaluation device 21 via lines 15 . 16 fed, in which the actual evaluation of the sensor signals 6 . 7 respectively. 17 . 18 transported physical-technical variables can be done.

Es ist möglich, dass die Abfrageeinrichtung 12 und die Auswertungseinrichtung 21 als eine einzige, d.h. gemeinsame Einrichtung ausgebildet sind.It is possible that the interrogator 12 and the evaluation device 21 are formed as a single, ie common device.

Durch den Aufbau und die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Messsystems ist es nun möglich, zwei oder mehrere identisch aufgebaute SAW- oder BAW-Sensoren zu nutzen, die sich lediglich hinsichtlich ihrer Mittenfrequenz unterscheiden, dabei aber ein sehr schmalbandiges Sensorantwortsignal reflektieren. Dies reduziert die Herstellkosten auf der Sensorseite des Messsystems und auch die Kosten für die Entwicklung der Abfrageelektronik und der Auswertungseinrichtung.By the structure and operation of the measuring system according to the invention is it possible now two or more identical SAW or BAW sensors use that only differ in terms of their center frequency, but reflect a very narrow-band sensor response signal. This reduces the manufacturing costs on the sensor side of the measuring system and also the costs for the development of the interrogation electronics and the evaluation device.

11
Erster SAW- oder BAW-Sensorfirst SAW or BAW sensor
22
Zweiter SAW- oder BAW-Sensorsecond SAW or BAW sensor
33
Leitungmanagement
44
Leitungmanagement
55
Sendeantennetransmitting antenna
66
Erstes Sensorsignalfirst sensor signal
77
Zweites Sensorsignalsecond sensor signal
88th
Frequenzbreite des ersten Sensorsignalsfrequency range of the first sensor signal
99
Frequenzbreite des zweiten Sensorsignalsfrequency range of the second sensor signal
1010
Empfangsantennereceiving antenna
1111
Leitungmanagement
1212
Abfrageeinrichtunginterrogator
1313
Leitungmanagement
1414
Umschalteinrichtungswitchover
1515
Leitungmanagement
1616
Leitungmanagement
1717
Erstes Empfangssignalfirst receive signal
1818
Zweites Empfangssignalsecond receive signal
1919
Zweite MittenfrequenzSecond center frequency
2020
Erste MittenfrequenzFirst center frequency
2121
Auswertungseinrichtungevaluation device
2222
MittenfrequenzabstandCenter frequency spacing
SSASSA
SendesignalamplitudeTransmission signal amplitude
LL
Empfangsleistungreceive power
FF
Signalfrequenzsignal frequency

Claims (11)

Messsystem mit wenigstens zwei SAW- oder BAW-Sensoren, bei dem die Sensoren (1, 2) an einem Bauteil angeordnet sind, das drehbar in einem feststehenden Bauteil aufgenommen ist, und bei dem die von den Sensoren (1, 2) erzeugten Sensorantworten (6, 7) über elektromagnetische Wellen aus dem rotierenden System in das stationäre System übertragbar und einer Empfangseinrichtung (12) zuleitbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Sensoren (1, 2) reflektierten Sensorantworten (6, 7) schmalbandig sind, wobei die Sensorantworten (6, 7) sich voneinander unterscheidende Mittelfrequenzen (19, 20) mit einem derart großen Mittenfrequenzabstand (22) zueinander haben, dass sich diese hinsichtlich der Signalübertragung und/oder Signalauswertung gegenseitig nicht stören und dass alle Frequenzen außerhalb der jeweiligen Bandbreite sehr stark bedämpft sind.Measuring system with at least two SAW or BAW sensors, in which the sensors ( 1 . 2 ) are arranged on a component, which is rotatably received in a stationary component, and in which the sensors ( 1 . 2 ) generated sensor responses ( 6 . 7 ) transmissible via electromagnetic waves from the rotating system into the stationary system and a receiving device ( 12 ), characterized in that the sensors ( 1 . 2 ) reflected sensor responses ( 6 . 7 ) are narrowband, with the sensor responses ( 6 . 7 ) different middle frequencies ( 19 . 20 ) with such a large center frequency spacing ( 22 ) to each other that they do not interfere with each other in terms of signal transmission and / or signal evaluation and that all frequencies outside the respective bandwidth are very strongly attenuated. Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (1, 2) über Leitungen (3, 4) an eine gemeinsame Sendeantenne (5) angeschlossen sind und dass den Sensoren eine gemeinsame Empfangsantenne zugeordnet ist, wobei Sensorantworten (6, 7) von der gemeinsamen Empfangsantenne (10) empfangbar sind.Measuring system according to claim 1, characterized in that the sensors ( 1 . 2 ) via lines ( 3 . 4 ) to a common transmitting antenna ( 5 ) are connected and that the sensors is assigned a common receiving antenna, wherein sensor responses ( 6 . 7 ) from the common receiving antenna ( 10 ) are receivable. Messsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (1, 2) hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Arbeitsweise identisch sind und sich nur hinsichtlich der Mittenfrequenz (19, 20) Sensorantworten (6, 7) unterscheiden.Measuring system according to claim 1 or 2, characterized in that the sensors ( 1 . 2 ) are identical in terms of their construction and operation and only in terms of the center frequency ( 19 . 20 ) Sensor responses ( 6 . 7 ). Messsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch Abfragepulse, die aus einer der Empfangsantenne (6) nachgeschalteten Abfrageelektronik (12) hervorgehen, wobei die Frequenzen der Abfragepulse auf die sich voneinander unterscheidenden Mittenfrequenzen (19, 20) ausgerichtet sind.Measuring system according to Claim 1, 2 or 3, characterized by interrogation pulses which originate from one of the receiving antennas ( 6 ) downstream interrogation electronics ( 12 ), the frequencies of the interrogation pulses being at the center frequencies ( 19 . 20 ) are aligned. Messsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch Abfragepulse, die aus einer der Empfangsantenne (6) nachgeschalteten Abfrageelektronik (12) hervorgehen, wobei die Frequenz der Abfragepulse auf die sich voneinander unterscheidenden Mittenfrequenzen (19, 20) ausgerichtet sind und gekennzeichnet durch eine der Abfrageelektronik (12) signaltechnisch nachgeordnete Auswertungseinrichtung (21) zur Auswertung der empfangenen Sensorsignale (17, 18).Measuring system according to Claim 1, 2 or 3, characterized by interrogation pulses which originate from one of the receiving antennas ( 6 ) downstream interrogation electronics ( 12 ), wherein the frequency of the interrogation pulses to the mutually different center frequencies ( 19 . 20 ) and characterized by one of the interrogation electronics ( 12 ) Signaling downstream evaluation device ( 21 ) for evaluating the received sensor signals ( 17 . 18 ). Messsystem nach Anspruch 1, 2, 3,4, oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittenfrequenzen (19, 20) der Sensorantworten (6, 7) im Bereich von 2450 MHz liegen.Measuring system according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the center frequencies ( 19 . 20 ) of the sensor responses ( 6 . 7 ) are in the range of 2450 MHz. Messsystem nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittenfrequenzen (19, 20) der Sensorantworten (6, 7) im Bereich von 2450 MHz liegen und dass die Bandbreite (8, 9) der Sensorantworten (6, 7) jeweils 200 bis 20 MHz, vorzugsweise 100 bis 30 MHz sowie äußerst bevorzugt 50 MHz beträgt.Measuring system according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the center frequencies ( 19 . 20 ) of the sensor responses ( 6 . 7 ) are in the range of 2450 MHz and that the bandwidth ( 8th . 9 ) of the sensor responses ( 6 . 7 ) in each case 200 to 20 MHz, preferably 100 to 30 MHz and most preferably 50 MHz. Verfahren zum Betreiben eines Messsystems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mittels wenigstens zweier SAW- oder BAW-Sensoren (1, 2) Sensorantworten (6, 7) erzeugt und aus einem rotierenden System zu einem ortsfesten System gesendet und dort ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Sensoren (1, 2) schmalbandige Sensorantworten (6, 7) reflektieren, deren Mittenfrequenzen (19, 20) einen derart großen Frequenzabstand zueinander haben, so dass sich diese hinsichtlich der Signalübertragung und/oder Signalauswertung gegenseitig nicht stören, dass die Sensorantworten (6, 7) der Sensoren (1, 2) einer gemeinsamen Sendeantenne (5) zugeleitet werden, dass diese Sensorantworten (6, 7) von einer gemeinsamen Empfangsantenne (10) empfangen werden, und dass die empfangenen Sensorantworten (17, 18) nacheinander oder gleichzeitig einer Abfrageeinrichtung (12) und/oder einer Auswertungseinrichtung (21) zur Auswertung zugeführt werden.Method for operating a measuring system according to one of the preceding claims, in which by means of at least two SAW or BAW sensors ( 1 . 2 ) Sensor responses ( 6 . 7 ) and sent from a rotating system to a fixed system and evaluated there, characterized in that the at least two sensors ( 1 . 2 ) narrowband sensor responses ( 6 . 7 ) whose center frequencies ( 19 . 20 ) have such a large frequency spacing to each other, so that they do not interfere with each other in terms of signal transmission and / or signal evaluation that the sensor responses ( 6 . 7 ) of the sensors ( 1 . 2 ) a common transmission antenna ( 5 ) that these sensor responses ( 6 . 7 ) from a common receiving antenna ( 10 ) and that the received sensor responses ( 17 . 18 ) successively or simultaneously to an interrogator ( 12 ) and / or an evaluation device ( 21 ) are supplied for evaluation. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorantworten (6, 7) gleichzeitig an die gemeinsame Sendeantenne (5) weitergeleitet und von dieser gleichzeitig gesendet werden.Method according to claim 7, characterized in that the sensor responses ( 6 . 7 ) simultaneously to the common transmitting antenna ( 5 ) and sent by this at the same time. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsam übertragenen Sensorantworten (6, 7) in der Abfrageelektronik (12) signaltechnisch voneinander getrennt werden.Method according to claim 7 or 8, characterized in that the jointly transmitted sensor responses ( 6 . 7 ) in the interrogation electronics ( 12 ) are separated by signal technology. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass signaltechnisch voneinander getrennten Sensorantworten von einem Signalumschalter (14) nacheinander einer Auswertungseinrichtung (21) zur Signalauswertung zugeleitet werden.Method according to at least one of the preceding method claims, characterized in that signal technically separate sensor responses from a signal switch ( 14 ) successively an evaluation device ( 21 ) for signal evaluation.
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