[发明专利]信号通过非接触界面的传输

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于信号通过非接触界面的传输的传输设备，以及一种用于信号通过非接触界面的传输的方法。

具体而言，本发明涉及一种使用变压器的用于信号通过非接触界面的传输的传输设备，以及一种使用与电动工具相关联的变压器的用于信号通过非接触界面的传输的方法。

在本申请中，非接触界面意味着其中(至少对于某些部分而言)通讯是无线地进行的界面。

背景技术

当今，在各种不同的用于数据的无线传输的系统中使用了不同的传输布置。

使用例如变压器的无线数据传输过程一般涉及调制或者编码。编码和/或调制一般是为了使得数据能够传输和/或为了使得能够检测所传输的数据和/或为了防止由数据引起的变压器铁芯的饱和(即，为了防止过量的电压施加到变压器上)而被引入的。通常地，为了防止变压器的饱和，使用平衡型编码。这样的编码的一个例子是曼彻斯特编码，其在每个时钟周期之后总是返回至零。曼彻斯特编码在时间上具有为零的平均电压值。以太网变压器一般使用曼彻斯特编码。

在其中无线通讯正在受到关注的一个领域是在遥测技术领域中，即测量数据和/或与其相关联的其他信号的通讯。

一种涉及非接触界面的典型应用是涉及旋转设备的系统，通过线缆无法完成与其的通讯。然而，在涉及旋转设备的系统中，通常需要测量一个或多个与旋转设备相关联的特性，比如旋转设备经受的扭矩、所述旋转设备的温度、所述旋转设备的机械磨损/应力和/或所述旋转设备的角速度。所测量的特性可以用于例如一个或多个下列的目的：控制/监控用于向所述旋转设备施加旋转的装置、监控旋转设备的一个或多个特性以便确保旋转设备符合控制参考值以及确保不超过与旋转设备相关联的容限值。

在某些应用中，非接触传感器(即与例如所述旋转设备的测量目标远离放置的传感器)可以用于旋转元件的特性的测量。然而，在某些应用中，非接触传感器由于其受到限制的精确度而不适合使用。对于在其中不适合使用非接触传感器的应用，必须使用接触测量目标的接触传感器来代替。

使用一个或多个接触传感器的用于测量旋转设备的一个或多个特性的已知系统一般依靠无线遥测布置来从一个或多个接触传感器取回数据，这是因为使用一个或多个接触传感器对旋转设备进行测量意味着一个或多个接触传感器与旋转设备一同旋转，而这带来了将线缆附接到所述一个或多个传感器的困难。

用于提供从旋转传感器(比如旋转扭矩传感器)到接收电子设备的无线连接的一个已知布置的例子是集电环布置。集电环布置包括数个随着传感器旋转的导电环，以及数个接触所述导电环的电刷，使得测量数据向接收电子设备的传输成为可能。

用于来自旋转传感器的测量数据的传输的另一个已知途径是使用RF(射频)发射器，比如发送频率调制信号的FM发射器，其中所述RF发射器耦合至旋转传感器，以用于数据向接收电子设备的无线传输。

用于来自旋转传感器的测量数据的传输的另一个已知途径是使用旋转变压器。旋转变压器是用于在两个相对彼此旋转的部件之间耦合电信号的特殊的变压器。耦合旋转变压器以便传递功率到旋转传感器。外部仪器通过激励变压器向应变仪电桥提供激励电压。然后，传感器应变仪电桥驱动次级旋转变压器线圈，以便从旋转传感器接收测量信号。

用于提供来自旋转传感器(比如扭矩传感器)的测量数据的无线传输的另一个已知途径是使用IR扭矩传感器。与上述的旋转变压器途径相似，IR扭矩传感器通过旋转变压器耦合来吸取功率。IR扭矩传感器不同于以上旋转变压器途径之处在于来自IR扭矩传感器的测量数据通过红外光传送到接收电子设备的固定接收二极管。

然而，根据现有技术，用于提供无线信号传输的包括遥测系统的传输布置易于受到下列缺点中的一个或多个的负面影响：需要复杂的电路(多个电路)和/或大尺寸的电路(多个电路)配置(多个配置)、高功耗、难以维护、建立成本昂贵、用于信号传输的带宽受限制、传输容量受限制以及容易磨损。

因此，需要在无线信号传输的领域提出改进。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种能够以高数据速率无线双向通讯的用于信号通过非接触界面的传输的传输设备和相关联的方法。

一个目标是，进一步提供一种用于信号通过非接触界面的传输的传输设备和方法，其能够经过非接触界面传输信号和功率两者。

一个目标是，进一步提供一种用于信号通过非接触界面的传输的小尺寸传输设备，其在非接触界面的任何一侧都不需要大量空间。