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传动轴扭矩监测在工农业生产、交通运输、能源勘探、航空航天、科研开发及质量检验等领域应用广泛。实时监测扭矩变化情况,能够及时发现传动轴异常工作状况,从而采取控制措施,并为故障诊断提供依据,对于预防传动轴过载变形、疲劳断裂、减少事故发生、保证设备安全可靠运行具有重要的意义。本文介绍了国内外扭矩测量技术研究现状,根据电阻应变型扭矩测量原理和数字无线传输技术,设计了无线扭矩监测系统,该系统包含采集发送模块、接收处理模块、上位机监控管理系统。利用ANSYS仿真传动轴受扭时的表面形变、应力集中及畸变现象,为应变片的粘贴位置提供指导。完成了基于C8051F530A和NRF2401的无线扭矩采集发送模块软硬件设计,包括应变电桥、信号调理电路、无线收发电路、电源管理电路、1/4波长单极子天线设计和倒F天线仿真。为解决采集发送模块电池充电问题,提出了移动电源充电方案,设计了电磁感应式无线充电试验电路。接收处理模块以C8051F064和NRF2401为核心,采用电池供电,以满足移动监测的需求,具有LCD显示、flash存储、U盘存储、按键设置、蜂鸣器报警、串口和USB口通信的功能。针对NRF2401工作于半双工通信方式及通信距离较近的特点,在接收处理模块上安装两个NRF2401,一个作为发送器,另一个作为接收器,以提高通信的实时性。为提高通信距离,设计了外接PA. LNA.高增益天线的远距离通信电路模块。为实现传动轴扭矩监测系统的网络化,设计了无线网络通信协议、通信方式、组网原则和网络拓扑结构。上位机监控管理系统通过串口或USB端口下传配置参数、指令给接收处理模块并接收该模块上传的数据,具有数据处理、曲线绘制、报警指示、数据保存、节点查询、管理等功能。试验表明,该无线扭矩监测系统使用方便,性能稳定,传输可靠、易于组网,能够进行传动轴扭矩的集中监测,具有广泛的应用前景,为构建局域网内传动设备的物联网管理控制系统提供了借鉴。