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行業(yè)資訊
1 張力傳感器的適用
在近代的工業(yè)自動(dòng)化中怎樣有規(guī)律的將半成品與成品繞成卷裝從而實(shí)現(xiàn)控制提高生產(chǎn)效率一直是在應(yīng)用當(dāng)中遇到的比較常見的問題。比如在造紙行業(yè)中紙張的收放怎樣達(dá)到恒定張力,紡織行業(yè)內(nèi),農(nóng)業(yè)運(yùn)用最多的塑料薄膜,電纜行業(yè)電線等這些運(yùn)用帶料的收放卷張力的使用對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量相當(dāng)重要,所以需要進(jìn)行恒定張力的控制,簡(jiǎn)單說就是在動(dòng)態(tài)運(yùn)行中對(duì)卷繞的產(chǎn)品承受最佳張力,且自始至終保持不變。檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)元件的不同所能提供的張力解決方案也各不相同,目前基于稱重傳感器在自動(dòng)化中的普及使用,用傳感器來直接測(cè)量張力實(shí)現(xiàn)控制最為簡(jiǎn)單而且操作方便,通過測(cè)量放卷的張力,經(jīng)過精心的調(diào)試,從而達(dá)到較高的精確度。
2 張力傳感器的基本控制原理
2.1恒張力控制原理
物理上對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng),有公式M=Fd,其中M代表力矩;d代表轉(zhuǎn)軸的力竹;F代表剛體所受的作用力,顯然還可以寫成F==M/d。
對(duì)于動(dòng)態(tài)運(yùn)行中的放卷來說,d則表示帶動(dòng)產(chǎn)品的的半徑,隨著設(shè)備機(jī)器的運(yùn)行,帶料逐漸減少,則半徑越來越小,如果保持張力F的運(yùn)行不會(huì)隨著改變,根據(jù)公式,那么 轉(zhuǎn)矩M也會(huì)根據(jù)相同的比例進(jìn)行減少。而收卷的狀況則正好相反,隨著收卷的運(yùn)行,帶料會(huì)增加,因此半徑也會(huì)隨著增加,如果F保持不變的原理的話,則轉(zhuǎn)矩M也應(yīng)該按照相同比例逐漸增加。
3 張力傳感器數(shù)據(jù)
卷繞中的測(cè)量張力是參照力學(xué)參數(shù),而張力信號(hào)的采集和怎么進(jìn)行處理是影響張力信號(hào)大小的主要因素。目前,張力信號(hào)的采集主要是根據(jù)各種結(jié)構(gòu)的傳感器利用張力信號(hào)的物理量通過傳感器轉(zhuǎn)換為電量,也就是電壓信號(hào),以達(dá)到測(cè)量,計(jì)算,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的自動(dòng)化應(yīng)用。張力信號(hào)的數(shù)據(jù)處理是基于各類電子計(jì)算機(jī),便于計(jì)算機(jī)控制過程和分析結(jié)果。
4 張力傳感器測(cè)試裝置的原理
由于必須保證帶料的正常運(yùn)行, 也就是說要保證帶料的完整性, 所以在這種情況下要測(cè)試帶料的張力采用直接的方法是絕對(duì)不可行的, 必須通過合理的裝置, 得到壓力滾筒豎直方向的受力值, 然后通過力的分解, 得到帶料的張力。通過測(cè)稱重傳感器的受力值, 就可以計(jì)算出膠帶的張力值。
5 張力傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
由于稱重傳感器直接得到的是毫伏級(jí)的模擬信號(hào), 所以在信號(hào)輸入到單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換器前要進(jìn)行信號(hào)處理。張力測(cè)試模塊的硬件電路主要包括集成運(yùn)算放大器、低失調(diào)運(yùn)算放大器和單片機(jī)內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
由于稱重傳感器輸出信號(hào)很小, 僅為毫伏級(jí), 與普通運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓在同一個(gè)量級(jí)上, 所以在設(shè)計(jì)放大電路的同時(shí)必須考慮運(yùn)算放大器失調(diào)電壓的影響。稱重傳感器輸出的信號(hào)首先進(jìn)行第一級(jí)放大, 采用的放大器為高精度運(yùn)算放大器。信號(hào)經(jīng)過第一級(jí)放大后, 普通運(yùn)算放大器失調(diào)電壓的影響已經(jīng)不足為患, 因此第二級(jí)放大采用普通運(yùn)算放大器。
傳感器輸出的是連續(xù)的模擬信號(hào),而單片機(jī)輸出的信號(hào)則是數(shù)字信號(hào),所以只能在一段瞬間對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣,然后在把這些信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字量。在此利用內(nèi)部的模塊轉(zhuǎn)換功能AD。單片機(jī)程序包括測(cè)力模塊和通信模塊, 前者實(shí)現(xiàn)稱重傳感器力的測(cè)量; 后者響應(yīng)計(jì)算機(jī)軟件的請(qǐng)求, 將測(cè)力結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)同單片機(jī)的串行通信, 實(shí)時(shí)讀取單片機(jī)測(cè)得的張力值。
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