【摘 要】
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近年来,无线传感网络的覆盖范围越来越广,无源、集成化、低功耗和测量灵活性成为了传感节点的新要求。近场通信（NFC,Near Field Communication）技术作为一种新兴的无源无线技术,有着受环境影响小、建立时间短、通信稳定、可靠性高等诸多优势。使用NFC技术设计NFC无源无线测量系统,可使测量系统实现微型化和低功耗,适用于复杂、多样化的测量环境。本文通过借助仿真工具和实测仪器进行具体实
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近年来,无线传感网络的覆盖范围越来越广,无源、集成化、低功耗和测量灵活性成为了传感节点的新要求。近场通信（NFC,Near Field Communication）技术作为一种新兴的无源无线技术,有着受环境影响小、建立时间短、通信稳定、可靠性高等诸多优势。使用NFC技术设计NFC无源无线测量系统,可使测量系统实现微型化和低功耗,适用于复杂、多样化的测量环境。本文通过借助仿真工具和实测仪器进行具体实验测量,将NFC无源无线测量系统应用于实际工程测量中,设计了应用于扭矩和减阻材料减阻率测量的NFC无源无线测量系统。完成了以下三方面的工作内容:（1）通过设计NFC无源无线动态温度测量系统,并经过实验测得最大识别距离为10.5cm,最大稳定通信距离为9.5cm,测量数据误差0.7℃。由实验结果初步验证了NFC无源无线测量系统的稳定性、可靠性和准确性。（2）针对扭矩这一重要动力学参数,设计了NFC无源无线扭矩测量系统。通过系统静态标定实验,并对所得数据转化、处理和分析,得到该系统的线性度为0.729%、迟滞性为0.918%、重复性为0.829%。本系统小巧且不必安装电池,避免了传统扭矩测量方式的局限。（3）针对旋转状态下减阻材料的减阻率这一重要参数,设计了NFC无源无线旋转式减阻率测量系统。专门设计了符合旋转状态这一特殊测量环境的天线,通过矢量网络分析仪测量天线在工频下的阻抗为50.40Ω、回波损耗（S（1,1））为-41.85d B、电压驻波比（VSWR）为1.03,天线性能优良。通过对照组实验得到恒定转速条件下,减阻涂层厚度和减阻率几乎无关;恒定减阻涂层厚度条件下,转速与减阻率近似成正相关的结论。基于NFC技术设计的无源无线扭矩和减阻率测量系统为NFC无源无线测量技术在实际工程测量应用中提供了参考。
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