[實用新型]低功耗無線測力傳感器

有效

• 申請號: 201020247664.5
• 申請日: 2010-07-06
• 公開（公告）號: CN201803813U
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 黃正清
• 申請（專利權）人: 北京普瑞塞特控制系統科技有限公司;黃正清;張立波
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1、所屬技術領域

本實用新型涉及一種測力傳感器裝置，尤其是傳感器信號傳輸方式為無線RF射頻信號，且功耗低，使用堿性電池可使用1-2年。?

2、背景技術

目前，常用起重機上使用的測力傳感器的原理是使用應電片，將壓力(或拉力)信號轉變為正弦電信號；再使用變送器，將正弦電信號轉變為線性的電壓信號(或電流信號)。傳感器的電壓信號需要用通訊電纜(大約150米)傳輸到駕駛室的力矩限制器，從而實現對壓力的測量及監控。?

在實際應用中，由于電纜長度很長，會出現信號衰減、布線復雜、安裝檢修困難等問題，這種通訊方式給壓力信號的采集帶來很大困擾。?

3、發明內容

為了從根本上解決電纜傳輸信號帶來的信號衰減、布線復雜、安裝檢修困難等問題，本實用新型采用無線RF射頻通訊的方式傳輸傳感器信號，并對供電進行電源管理，使功耗降低，無需布線，傳感器可以安裝在任意位置。?

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：將壓力信號轉變為無線RF射頻信號進行傳輸；使用電源管理電路對電源進行管理，使本低功耗無線測力傳感器在起重機不工作時處于低功耗狀態；同時使用心跳喚醒及振動開關喚醒兩種方法進行喚醒工作。在目前使用的測力傳感器背部增加一個將電壓信號轉變為無線RF射頻信號的裝置，此裝置由控制電路板、供電電池兩部分組成。供電電池為2塊，一塊電池是3.6V鋰充電電池，為控制電路板供電；另一塊電池是9V堿性電池，為傳感器供電，并為3.6V鋰充電電池進行充電。?

控制電路板由AD電壓采集電路、無線RF射頻信號接收發射電路、電源管理電路三部分組成。由AD電壓采集電路將測力傳感器的電壓信號采集為數字信號；再通過無線RF射頻接收發射電路與力矩限制器進行通訊，將數字信號傳輸給力矩限制器。?

電源管理電路對電源進行管理，在起重機不工作時，控制電路板處于休眠狀態，3.6V鋰充電電池耗電只有幾微安，9V堿性電池不為測力傳感器供電，僅為3.6V鋰充電電池充電，耗電也只有幾微安；在起重機工作時(心跳喚醒及振動開關喚醒兩種方法并用)，控制電路板處于工作狀態，9V堿性電池為測力傳感器供電，耗電幾十毫安，但供電時間很短，因此耗電量很低。電池至少可以使用1-2年，當電池電量不足時，也僅需要更換9V堿性電池即可。?

本實用新型的有益效果是，測力傳感器的信號不會衰減，無需布線，傳感器可以安裝在任意位置。方便起重機安裝使用測力傳感器，對壓力進行測量及監控。?

4、附圖說明

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。?

圖1是整體安裝圖正面。?

圖2是整體安裝圖側面。?

圖3是控制電路板的電路原理圖。?

圖中：1、低功耗無線測力傳感器，2、電壓信號轉變為無線RF射頻信號裝置，3、控制電路板，4、控制電路板-AD采樣部分，5、控制電路板-無線RF射頻接收發射部分，6、控制電路板-電源管理部分，7、9V堿性電池，8、3.6V鋰充電電池，9、通訊天線，10、鋼絲繩。?

5、具體實施方式

如圖1所示：電壓信號轉變為無線RF射頻信號裝置(2)放置在低功耗無線測力傳感器(1)的后面，用螺釘固定；電壓信號轉變為無線RF射頻信號裝置(2)包括三部分，控制電路板(3)、9V堿性電池(7)、3.6V鋰充電電池(8)；控制電路板(3)包括三部分，AD采樣部分(4)、無線RF射頻接收發射部分(5)、電源管理部分(6)。?

低功耗無線測力傳感器(1)與控制電路板-AD采樣部分(4)相連接，進行電壓信號采集；9V堿性電池(7)、3.6V鋰充電電池(8)與控制電路板-電源管理部分(6)相連接，由控制電路板對電源進行管理，使功耗降低；通訊天線(9)與控制電路板-無線RF射頻接收發射部分(5)相連接，發射、接收RF射頻信號，與力矩限制器進行通訊。?

如圖2所示，低功耗無線測力傳感器(1)與鋼絲繩(10)連接。?

實際應用中，在起重機未工作時，控制電路板(3)處于休眠狀態，控制電路板-電源管理部分(6)控制9V堿性電池(7)不為低功耗無線測力傳感器(1)供電，3.6V鋰充電電池(8)亦處于低功耗狀態，整個低功耗無線測力傳感器耗電量僅十幾微安。?

同時使用心跳喚醒及振動開關喚醒兩種方法進行喚醒工作，保證在起重機工作時，控制電路板(3)處于工作狀態。控制電路板-電源管理部分(6)控制9V堿性電池(7)為低功耗無線測力傳感器(1)供電。鋼絲繩(10)對低功耗無線測力傳感器(1)產生壓力，從而產生電壓信號，電壓信號傳輸給控制電路板-AD采樣部分(4)轉變成數字信號，再由控制電路板-無線RF射頻接收發射部分(5)將數字信號利用通訊天線(9)發射給力矩限制器，從而實現對壓力進行測量及監控。?