旋转件实验报告

非接触信号传输实验1实验目的通过非接触信号传输实验，首先了解非接触信号传输系统的组成部分，基本原理和使用方法，大体上对非旋转测控技术有了一个比较好的认识和了解。其次通过实验，测得相关的实验结果，看是否理论与实际是否统一。最后，通过本次实验，提高动手能力，为以后进行旋转件非接触控制以及类似的相关问题打下基础。2实验原理在旋转机械中通过电磁耦合方法实现信号传递，需要采用特殊的结构形式,如图1所示。图1非接触电磁耦合原理图在旋转机械系统中布置两个并排的线圈,使它们的轴线一致，一个固定在旋转轴上跟随转轴一起旋转，另一个固连在基座上。这样,若在其中一个线圈中通以交变电流,其产生的交变磁场将通过另一线圈,从而产生交变感应电势，信号便由一边的线圈传输到另一边中，不需要通过连线就可实现信号的传输。从图中可以看出，由于线圈为圆形，一个线圈相对另一线圈同轴转动时，穿过次边的由线圈原边产生的磁力线不会发生变化，从而其互感不会变化，这样保证了旋转时，信号传递不受转速的影响。电磁耦合的信号传输，是根据电磁感应的原理，主线圈内其交变的电流会在其周围产生交变的磁场，这个交变的磁场会在次级线圈产生感应电动势，这个过程是相互的，次级线圈同样会在原线圈中产生感应电动势，这就可以是信号的传输方式是双工的，其过程大概如下，首先，把来自旋转装置的采集的信号进行调制，用产生的已调制信号驱动发信线圈，受信线圈得到耦合得到已调制信号，然后经接收回路解调器解调得到原来的数字信号。此数字信号可通过相关的显示处理进行显示。旋转件装置及电磁耦合系统简图分别如图2和3所示。图2旋转件装置图图3电磁耦合系统简图对于旋转件非接触测试技术，电磁耦合只是其中的一个部分，其整个的测试系统的一部分，非接触通信的原理框图如图4所示。图4非接触通信原理图从作业装置端输出的信号，进过处理后，驱动作业工具端的能量转化器，将电信号以某种形式发送出去，这里主要是以电磁耦合的方式，从一边的能量转化器件传递到另外一端的能量转化器件，在通过相关的信号处理电路，传递给计算机进行相关的处理。从而实现信号从作业工具到计算机系统的传输。其中非接触主要体现在电磁耦合传输阶段。3实验步骤

（1）两台笔记本电脑，通过串行口分别连接到调制解调数传模块，数传模块分别来接旋非接触电磁耦合线圈。

（2）两台笔记本分别安装串行口调试器，设定相同的波特率、奇偶校验位以及数据位数，具体的设置如图5所示。图5串行口调试相关参数设定图在调试过程中将波特率设置为9600bps,数据位数设置为8bit，停止位数设置为1bit，无校验，调制的频率为433MHZFSk。（3）给数传模块加载电源，在其中一台计算机上输入数据，观察另外一台计算机有无接收数据，保存记录接受到的数据。

（4）一台计算机上定时发送数据，转动两个环形电磁耦合线圈，相对转角分别0、30、60、90、120、150、180度，观察数据有无变化。其实验具体连接情况如图6所示，图6传输实验具体的实验连接图4实验结果这边电脑上输入一个字符，另外一边的接收节点通过串口连接的电脑上不断的显示着接收到的数据，且时间间隔为一秒一个字符，且旋转件的转动并不影响数据的传输。其实验的过程如图6和7所示。图7实验传输数据的显示图5实验总结通过本实验，了解了非接触信号传输系统的系统组成，掌握了其基本原理和使用方法，对非旋转测控技术有了一个清晰而深刻的认识。经实验测试数据，验证了理论知识的正确性和可行性，进一步加深了理解与印象，并提高了动手能力，为以后进行旋转件非接触控制以及类似的相关问题研究和操作打下了一定基础。6非接触信号传输应用系统的设想如今,旋转机械的发展受到了业内的普遍重视,该项技术在很多领域都有广泛的应用,如航空航天、风力发电、海底探测等。对旋转非接触传输可以应用的钻井平台中，以及需要测很多旋转件的指标的参数的装置和系统中，以及不好接线的装置中。用此类技术更加方便快捷。很多场合需要通过旋转界面转换信号和功率，多数采用滑环或电刷,研究发现可以用旋转变压器来代替更好。传统磨床砂轮动平衡仪的法兰接头能量传输方式是接触式，可以用旋转式非接触功率传输装置进行代替，要求输入工业直流多少伏特的电压，耦合后得到多少伏的间隙磁耦合旋转装置。科学仪表、天线和太阳能电池陈列都是旋转界面功率和信号传输结构，过去旋转式功率转换部件的功率和信号的传递主要靠滑环。传统的旋转式功率转换的方法有：电池、导电滑环与旋转发电等。电池供电可靠，却需要更换。导电滑环在高速旋转条件下，摩擦会导致震动、发热、噪声现象发生。旋转发电方式是把旋转件的机械能转化为电能，需要稳定的高转速条件，因此需要一种新的传输模