分析下扭矩BALLUFF传感器的利与弊?

    在监测区域通常部署大量传感器节点,可能达到成千上万,甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义:一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内,如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测,需要部署大量的传感器节点;另一方面,传感器节点部署很密集,在面积较小的空间内,密集部署了大量的传感器节点。

    传感器网络的大规模性具有如下优点:通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比;通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的度,降低对单个节点传感器的要求;大量冗余节点的存在,使得系统具有很强的容错;大量节点能够增大覆盖的监测区域,减少洞穴或者盲区。

    BALLUFF传感器网络应用中,通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方,传感器节点的位置不能预先设定,节点之间的相互邻居关系预先也不知道,如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中,或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力,能够自动进行配置和管理,通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。

    在传感器网络使用过程中,部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效,也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测而补充到网络中,这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少,从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。

    BALLUFF传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变:①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点故障或失效;②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化,甚至时断时通;③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性;④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化,具有动态的系统可重构性。

    BALLUFF传感器特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域,节点可能工作在露天环境中,遭受日晒、风吹、雨淋,甚至遭到人或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署,如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固,不易损坏,适应各种恶劣环境条件。

    传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测,扭矩传感器将扭力的物理变化转换成的电信号。扭矩传感器可以应用在制造粘度计,电动(气动,液力)扭力扳手,它具有高,频响快,可靠性好,寿命长等优点。

    发展趋势

    随着自控系统的不断完善和发展,对扭矩传感器的、可靠性和响应速度提出了更高的要求,扭矩传感器正呈现以下的发展趋势:

    1、测试系统向微型化数字化、智能化、虚拟化和网络化方向发展;

    2、从单功能向多功能发展,包括自补偿、自修正、自适应、自诊断、远程设定、状态组合、信息存储和记忆;

    3、向着小型化、集成化方向发展。传感器的检测部分可以通过结构的合理设计和优化来实现小型化,IC部分可以整合尽可能多的半导体部件、电阻到一个单独的IC部件上,减少外部部件的数量;

    4、由静态测试向动态在线检测方向发展;

    不足之处

    BALLUFF传感器遥测扭矩仪成功之处在于克服了电滑环的两项缺陷,但也存在着三个不足之处,

    其一:易受使用现场电磁波的干扰;

    其二:由于是电池供电,所以只能短期使用;

    其三:由于在旋转轴上附加了结构,易引起高转速时的动平衡问题,在小量程及小直径轴时更突出;

    数字式扭矩传感器吸取了上述各种方法的优点并克服了其缺陷,在应变传感器的基础上设计了两组旋转变压器,实现了能源及信号的非接触传递。并做到了扭矩信号的传递与是否旋转无关,与转速大小无关,与旋转方向无关。