軋制力矩傳感器及其遙測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、軋鋼機(jī)是鋼鐵冶金企業(yè)的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備。在軋鋼機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，軋制力矩信息對(duì)保證安全生產(chǎn)、優(yōu)化軋制規(guī)程、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和最優(yōu)控制等都具有重要意義。能測(cè)取軋制力矩的傳感器種類很多，其中電阻應(yīng)變式扭矩傳感器的可靠性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性以及安裝的便利性都比較好，能較好地適應(yīng)工作環(huán)境比較惡劣的軋鋼現(xiàn)場(chǎng)。但使用該類傳感器測(cè)取軋制力矩時(shí)，傳感器隨軸旋轉(zhuǎn)，因此需要解決傳感器的供電及信號(hào)傳送問(wèn)題；又由于比較惡劣的安裝/工作條件，傳感器信號(hào)漂移比較嚴(yán)重，因此還

2、需要解決傳感器的實(shí)時(shí)補(bǔ)償/校準(zhǔn)等問(wèn)題。 為解決傳感器的供電問(wèn)題，將非晶硅光電池板纏繞/固定在轉(zhuǎn)軸上，將人工光源提供的光能轉(zhuǎn)換為電能。根據(jù)非晶硅光電池板的光譜特性，選擇適用的光源，并沿轉(zhuǎn)軸圓周均布，使光電池能接收到持續(xù)穩(wěn)定的光能，并設(shè)計(jì)了專用的電源管理電路，用以協(xié)調(diào)備用電源(鋰電池)的充/放電。 為解決傳感器的信號(hào)漂移問(wèn)題，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)傳感器系統(tǒng)的即裝即用和信號(hào)發(fā)送，在傳感器上集成了由X9241、AD623和基于SoC技術(shù)

3、的MCU等組成的智能信號(hào)調(diào)理電路，對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D變換，并利用MCU分析傳感器信號(hào)特征，實(shí)時(shí)反饋補(bǔ)償漂移信號(hào)，對(duì)獲取的數(shù)字化扭矩信息進(jìn)行修正、校準(zhǔn)并轉(zhuǎn)換為串行的基帶信號(hào)，調(diào)制由MCU生成的38kHz的載波脈沖，用生成的已調(diào)波驅(qū)動(dòng)紅外LED發(fā)射相應(yīng)的脈動(dòng)光。 為將傳動(dòng)軸上的扭矩信息可靠地傳送到地面，使一組紅外LED沿傳動(dòng)軸圓周均布，均布角小于紅外LED的散射角，同步發(fā)射脈動(dòng)光，從而使地面的信號(hào)接收處理系統(tǒng)可連