小小的一颗传感器，竟能在风力发电机中发挥这么大的作用？

拉绳位移传感器是将拉绳缠绕到一个轴式传感器上，因为拉绳可以很长，所以可以在距离被测物体很远的地方测量距离的变化。当拉绳从线轴上拉出或缩回时，线轴发生旋转，然后传感器将其转换成变化的电信号。在风力发电机中，可以通过测量风门的位置来测量气流。图 4 显示了一个典型的拉绳位移传感器。

图 4：Bourns 公司的拉绳位移传感器。

它具有电缆缠绕的弹簧片，以及安装在外壳上的旋转传感器，根据应用场景的不同可以选择多种类型的传感器（来源: Bourns）

根据应用场合的不同，拉绳传感器可以配合各种旋转传感器共同使用，如电位器、霍尔效应传感器、模拟或数字非接触式传感器等。例如，Bourns AMS22B5A1BHASL334N 非接触式模拟旋转传感器采用磁传感技术，能够抵抗震动、抖动、流体和灰尘，并能在 -40oC 至 125oC 的温度范围内工作，它的输出分辨率为 12 位，线性度为±0.3%。

加速度计

加速度计用来测量速度或速率的变化，在风力发电机中用来探测主、偏航和旋转轴承以及其他旋转部件（如主发电机输出轴）的振动情况，测量得到的振动数据可以用来预测可能要发生的故障。

Analog Devices 的 ADXL1001 和 ADXL1002 MEMS 加速度计是很好的选择，它们的测量结果分辨率高、噪声密度低、灵敏度稳定，可以耐受高达 10000mps2 的冲击。这两款器件还整合了自我诊断和超量程指示功能，工作温度范围是 -40°C 至+125°C。

风速传感器

风速传感器安装在机舱顶部，可以是机械式也可以是超声波式。由于超声波风速传感器不需要每次进行重新校准，所以被广泛应用在难以进行现场维护的场合。超声波传感器利用声波来测量物体间的距离，传感器发出低频声波，然后被目标物体反射。通过记录声波的发出和返回时间，就可以计算出传感器和物体之间的距离。

Texas Instruments PGA460/PGA460-Q1 超声波处理器及其驱动 SoC 有一个信号调理器和 DSP 内核，通过由低噪声放大器和可编程增益级组成的模拟前端来调节反射信号，将信号输出给模数转换器，然后，利用时变阈值对数字化信号进行近场和远场目标检测。

温度传感器

温度传感器被安置在温度容易升高的地方，用于指示某些子系统元件发生过热情况。TE Connectivity 的 PTF 系列铂温度传感器测量范围为 -200°C 到+ 600°C，并且使用薄膜电阻作为传感元件。此系列传感器的尺寸小、重量轻，漂移小，反馈时间短。

结论

传感器在风力发电机中至关重要，那么传感器自身是否会发生故障呢？答案当然是肯定的。为了解决这个问题，在同一位置使用多个传感器，将第二个作为备用传感器，以便在第一个传感器发生故障时可以自动切换。除了采用备用传感器以外，应用于风电场以及其他能源系统的传感器必须满足以下要求：宽广的工作温度范围、防尘和防水等级达到 IP67 或 IP68，有些时候还需要具有坚固耐用的外壳。

和任何一种不断发展的技术一样，利用风能发电也有好有坏，有些时候，故障仅仅来自于某个电子元件，而不是发电机或涡轮叶片故障。就像在所有的工业应用中一样，传感器在减少发生这些故障方面起着重要作用。涡流传感器、位移传感器、加速度计、风力传感器、温度传感器，这些都是监测发电机并判断是否需要维护的关键。出于这个原因，这些庞大的机器可能会更多的使用传感器，毕竟用 10 美元的元件来保护昂贵的涡轮叶片免遭灾难性的故障，是非常值得的。

（编辑：应用网_阳江站长网）

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