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張力傳感器的作用

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2022/7/4 瀏覽次數：

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1 張力傳感器的適用

在近代的工業自動化中怎樣有規律的將半成品與成品繞成卷裝從而實現控制提高生產效率一直是在應用當中遇到的比較常見的問題。比如在造紙行業中紙張的收放怎樣達到恒定張力，紡織行業內，農業運用最多的塑料薄膜，電纜行業電線等這些運用帶料的收放卷張力的使用對產品的質量相當重要，所以需要進行恒定張力的控制，簡單說就是在動態運行中對卷繞的產品承受最佳張力，且自始至終保持不變。檢測元件和轉矩調節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化中的普及使用，用傳感器來直接測量張力實現控制最為簡單而且操作方便，通過測量放卷的張力，經過精心的調試，從而達到較高的精確度。

2 張力傳感器的基本控制原理

2.1恒張力控制原理

物理上對剛體的轉動，有公式M=Fd，其中M代表力矩；d代表轉軸的力竹；F代表剛體所受的作用力，顯然還可以寫成F==M/d。

對于動態運行中的放卷來說，d則表示帶動產品的的半徑，隨著設備機器的運行，帶料逐漸減少，則半徑越來越小，如果保持張力F的運行不會隨著改變，根據公式，那么轉矩M也會根據相同的比例進行減少。而收卷的狀況則正好相反，隨著收卷的運行，帶料會增加，因此半徑也會隨著增加，如果F保持不變的原理的話，則轉矩M也應該按照相同比例逐漸增加。

3 張力傳感器數據

卷繞中的測量張力是參照力學參數，而張力信號的采集和怎么進行處理是影響張力信號大小的主要因素。目前，張力信號的采集主要是根據各種結構的傳感器利用張力信號的物理量通過傳感器轉換為電量，也就是電壓信號，以達到測量，計算，數據轉換的自動化應用。張力信號的數據處理是基于各類電子計算機，便于計算機控制過程和分析結果。

4 張力傳感器測試裝置的原理

由于必須保證帶料的正常運行, 也就是說要保證帶料的完整性, 所以在這種情況下要測試帶料的張力采用直接的方法是絕對不可行的, 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。通過測稱重傳感器的受力值, 就可以計算出膠帶的張力值。

5 張力傳感器的數據轉換

由于稱重傳感器直接得到的是毫伏級的模擬信號, 所以在信號輸入到單片機AD轉換器前要進行信號處理。張力測試模塊的硬件電路主要包括集成運算放大器、低失調運算放大器和單片機內部的模數轉換器。

由于稱重傳感器輸出信號很小, 僅為毫伏級, 與普通運算放大器的失調電壓在同一個量級上, 所以在設計放大電路的同時必須考慮運算放大器失調電壓的影響。稱重傳感器輸出的信號首先進行第一級放大, 采用的放大器為高精度運算放大器。信號經過第一級放大后, 普通運算放大器失調電壓的影響已經不足為患, 因此第二級放大采用普通運算放大器。

傳感器輸出的是連續的模擬信號，而單片機輸出的信號則是數字信號，所以只能在一段瞬間對模擬信號進行采樣，然后在把這些信號轉換為輸出的數字量。在此利用內部的模塊轉換功能AD。單片機程序包括測力模塊和通信模塊, 前者實現稱重傳感器力的測量; 后者響應計算機軟件的請求, 將測力結果數據發送到計算機。計算機軟件實現計算機同單片機的串行通信, 實時讀取單片機測得的張力值。

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