专利名称：柔性卷绕物弹性模量在线软检测电路的制作方法
技术领域：
本发明属于工业控制领域，涉及一种电路，特别涉及一种柔性卷绕物弹性模量在线软检测电路。适用于要求在线检测柔性卷绕物弹性模量参数的场合。
背景技术：
柔性卷绕物是诸如塑料薄膜、软包装材料、纺织物、纸品、胶带、胶片、柔性线缆等各类柔性带材、柔性线材的统称。弹性模量是表征柔性卷绕物物理性能的重要参数之一， 在生产过程中，柔性卷绕物的弹性模量对卷绕物材料的运行状况及张力等参数具有重要影响。目前对柔性卷绕物弹性模量的测量，常用在实验室内进行的抽样离线测量方法，即在静止状态下对卷绕物材料施力，通过测量拉伸量与施力大小，经计算获得物弹性模量的数据。存在的主要问题是只能离线抽样测量，且从目前生产用的柔性卷绕物产品技术数据中无法查到该参数，这对制订合理的生产工艺参数与生产操作等造成很大的盲目性。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术存在的不足，在柔性卷绕物生产线中，利用各生产单元中的前、后两驱动轴电机上已有的速度传感器信号与张力传感器信号，提出基于两轴相对线速度差的信号与张力信号进行运算，实现在线获取弹性模量参数的一种柔性卷绕物弹性模量在线软检测电路。本发明包括速度脉冲信号变换电路和弹性模量运算电路。速度脉冲信号变换电路包括连接件CNl，CNl的张力信号输入端UT端与左输入电阻RO的一端连接，CNl的脉冲信号1输入端FVl端与中输入电阻Rl的一端连接，CNl的脉冲信号2输入端FV2端与右输入电阻R2的一端连接，CNl的地端GND端接地，CNl的信号输出端OUT端与输出放大器IClO的输出端OUT端、增益电位器RP3的一端连接，CNl的正电源输入端+V端与电源模块PMl的正输入端+IN端连接，CNl的负电源输入端-V端与电源模块PMl的负输入端-IN端连接，电源模块PMl的正输出端+V端与上电解电容C3的正端、上高频电容C5的一端、VCC端连接，上电解电容C3的负端、上高频电容C5的另一端接地，电源模块PMl的负输出端-V端与下电解电容C4的负端、下高频电容C6的一端、VSS端连接， 下电解电容C4的正端、下高频电容C6的另一端接地，电源模块PMl的地端GND端接地。上施密特芯片ICl的输入端I端与右输入电阻R2的另一端、右输入电容Cl的一端连接，右输入电容Cl的另一端接地，上施密特芯片ICl的电源端+V端接VCC端，上施密特芯片ICl的地端GND端接地，上施密特芯片ICl的输出端0端与上微分电容C7的一端连接，上微分电容C7的另一端与上微分电阻R3的一端、上F/V芯片IC3的输入端IN端连接， 上微分电阻R3的另一端接VCC端，上F/V芯片IC3的比较端CO端与上限压电阻R4的一端、 上比较电阻R5的一端连接，上限压电阻R4的另一端接VCC端，上比较电阻R5的另一端接地，上F/V芯片IC3的参考端REF端与上参考电阻R6的一端连接，上参考电阻R6的另一端与上参考电位器RPl的一端连接，上参考电位器RPl的另一端及其中心端接地，上F/V芯片IC3的电源端+V端接VCC端，上F/V芯片IC3的接地端GND端与逻辑端LO端接地，上F/V 芯片IC3的定时端RC端与上定时电阻R7的一端、上定时电容C8的一端连接，上定时电阻 R7的另一端接VCC端，上定时电容C8的另一端接地，上F/V芯片IC3的输出端OUT端与上负载电阻R8的一端、上负载电容C9的一端、上跟随器IC5的正输入端+IN端连接，上负载电阻R8的另一端接地，上负载电容C9的另一端接地，上跟随器IC5的输出端OUT端与其负输入端-IN端、上乘法器IC7的X正输入端Xl端连接，上跟随器IC5的电源端+V端接VCC 端，IC5的接地端GND端接地。下施密特芯片IC2的输入端I端与中输入电阻Rl的另一端、中输入电容C2的一端连接，中输入电容C2的另一端接地，下施密特芯片IC2的电源端+V端接VCC端，下施密特芯片IC2的地端GND端接地，下施密特芯片IC2的输出端0端与下微分电容ClO的一端连接，下微分电容ClO的另一端与下微分电阻R9的一端、下F/V芯片IC4的输入端IN端连接，下微分电阻R9的另一端接VCC端，下F/V芯片IC4的比较端CO端与下限压电阻RlO的一端、下比较电阻Rll的一端连接，下限压电阻RlO的另一端接VCC端，下比较电阻Rll的另一端接地，下F/V芯片IC4的参考端REF端与下参考电阻R12的一端连接，下参考电阻R12 的另一端与下参考电位器RP2的一端连接，下参考电位器RP2的另一端及其中心端接地，下 F/V芯片IC4的电源端+V端接VCC端，下F/V芯片IC4的接地端GND端与逻辑端LO端接地，下F/V芯片IC4的定时端RC端与下定时电阻R13的一端、下定时电容Cll的一端连接， 下定时电阻R13的另一端接VCC端，下定时电容Cll的另一端接地，下F/V芯片IC4的输出端OUT端与下负载电阻R14的一端、下负载电容C12的一端、下跟随器IC6的正输入端+IN 端连接，下负载电阻R14的另一端接地，下负载电容C12的另一端接地，下跟随器IC6的输出端OUT端与其负输入端-IN端、上乘法器IC7的X负输入端X2端、正端下电阻R18的一端连接，下跟随器IC6的电源端+V端接VCC端，IC6的接地端GND端接地。弹性模量运算电路包括上乘法器IC7，上乘法器IC7的Y负输入端Y2端、偏置端Z 端接地，上乘法器IC7的正电源端+V端接VCC端，上乘法器IC7的负电源端-V端接VSS端， 上乘法器IC7的输出端OUT端与负端上电阻R15的一端连接，上乘法器IC7的Y正输入端 Yl端与运算放大器IC8的输出端OUT端、下乘法器IC9的X正输入端Xl端连接，运算放大器IC8的正电源端+V端接VCC端、接地端GND端接地，运算放大器IC8的负输入端-IN端与负端上电阻R15的另一端、负端下电阻R16的一端连接，负端下电阻R16的另一端接地， 运算放大器IC8的正输入端+IN端与正端上电阻R17的一端、正端下电阻R18的另一端连接，正端上电阻R17的另一端接地；下乘法器IC9的Y负输入端Y2端、偏置端Z端接地，下乘法器IC9的正电源端+V端接VCC端，下乘法器IC9的负电源端-V端接VSS端，下乘法器 IC9的Y正输入端Yl端与左输入电阻RO的另一端、左输入电容CO的一端连接，左输入电容 CO的另一端接地，下乘法器IC9的输出端OUT端与滤波电阻R19 —端连接，滤波电阻R19另一端与滤波电容C13的一端、分压电阻R20的一端、输出放大器IClO的正输入端+IN端连接，滤波电容C13的另一端、分压电阻R20的另一端接地，输出放大器IClO的负输入端-IN 端与接地电阻R21的一端、反馈电阻R22的一端连接，接地电阻R21的另一端接地，反馈电阻R22的另一端与增益电位器RP3的另一端及其中心端连接。本发明的有益效果是利用柔性卷绕物各生产单元中的前、后两驱动轴电机上已有的速度传感器信号及张力传感器信号，对两轴线速度信号与张力信号进行简单的电路运算，即可在线获取柔性卷绕物的弹性模量参数，该方法可靠性高、成本低、通用性强。
图1为本发明的电路图2为本发明的实际应用状态示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示，本发明包括速度脉冲信号变换电路和弹性模量运算电路。速度脉冲信号变换电路包括连接件CNl，CNl的张力信号输入端UT端与左输入电阻RO的一端连接，CNl的脉冲信号1输入端FVl端与中输入电阻Rl的一端连接，CNl的脉冲信号2输入端FV2端与右输入电阻R2的一端连接，CNl的地端GND端接地，CNl的信号输出端OUT端与输出放大器IClO的输出端OUT端、增益电位器RP3的一端连接，CNl的正电源输入端+V端与电源模块PMl的正输入端+IN端连接，CNl的负电源输入端-V端与电源模块PMl的负输入端-IN端连接，电源模块PMl的正输出端+V端与上电解电容C3的正端、上高频电容C5的一端、VCC端连接，上电解电容C3的负端、上高频电容C5的另一端接地，电源模块PMl的负输出端-V端与下电解电容C4的负端、下高频电容C6的一端、VSS端连接， 下电解电容C4的正端、下高频电容C6的另一端接地，电源模块PMl的地端GND端接地；上施密特芯片ICl的输入端I端与右输入电阻R2的另一端、右输入电容Cl的一端连接，右输入电容Cl的另一端接地，上施密特芯片ICl的电源端+V端接VCC端，上施密特芯片ICl的地端GND端接地，上施密特芯片ICl的输出端0端与上微分电容C7的一端连接，上微分电容C7的另一端与上微分电阻R3的一端、上F/V芯片IC3的输入端IN端连接，上微分电阻 R3的另一端接VCC端，上F/V芯片IC3的比较端CO端与上限压电阻R4的一端、上比较电阻R5的一端连接，上限压电阻R4的另一端接VCC端，上比较电阻R5的另一端接地，上F/V 芯片IC3的参考端REF端与上参考电阻R6的一端连接，上参考电阻R6的另一端与上参考电位器RPl的一端连接，上参考电位器RPl的另一端及其中心端接地，上F/V芯片IC3的电源端+V端接VCC端，上F/V芯片IC3的接地端GND端与逻辑端LO端接地，上F/V芯片IC3 的定时端RC端与上定时电阻R7的一端、上定时电容C8的一端连接，上定时电阻R7的另一端接VCC端，上定时电容C8的另一端接地，上F/V芯片IC3的输出端OUT端与上负载电阻 R8的一端、上负载电容C9的一端、上跟随器IC5的正输入端+IN端连接，上负载电阻R8的另一端接地，上负载电容C9的另一端接地，上跟随器IC5的输出端OUT端与其负输入端-IN 端、上乘法器IC7的X正输入端Xl端连接，上跟随器IC5的电源端+V端接VCC端，IC5的接地端GND端接地；下施密特芯片IC2的输入端I端与中输入电阻Rl的另一端、中输入电容 C2的一端连接，中输入电容C2的另一端接地，下施密特芯片IC2的电源端+V端接VCC端， 下施密特芯片IC2的地端GND端接地，下施密特芯片IC2的输出端0端与下微分电容ClO 的一端连接，下微分电容ClO的另一端与下微分电阻R9的一端、下F/V芯片IC4的输入端 IN端连接，下微分电阻R9的另一端接VCC端，下F/V芯片IC4的比较端CO端与下限压电阻RlO的一端、下比较电阻Rll的一端连接，下限压电阻RlO的另一端接VCC端，下比较电阻Rll的另一端接地，下F/V芯片IC4的参考端REF端与下参考电阻R12的一端连接，下参考电阻R12的另一端与下参考电位器RP2的一端连接，下参考电位器RP2的另一端及其中心端接地，下F/V芯片IC4的电源端+V端接VCC端，下F/V芯片IC4的接地端GND端与逻辑端LO端接地，下F/V芯片IC4的定时端RC端与下定时电阻R13的一端、下定时电容Cll 的一端连接，下定时电阻R13的另一端接VCC端，下定时电容Cll的另一端接地，下F/V芯片IC4的输出端OUT端与下负载电阻R14的一端、下负载电容C12的一端、下跟随器IC6的正输入端+IN端连接，下负载电阻R14的另一端接地，下负载电容C12的另一端接地，下跟随器IC6的输出端OUT端与其负输入端-IN端、上乘法器IC7的X负输入端X2端、正端下电阻R18的一端连接，下跟随器IC6的电源端+V端接VCC端，IC6的接地端GND端接地；
弹性模量运算电路包括上乘法器IC7，上乘法器IC7的Y负输入端Y2端、偏置端Z端接地，上乘法器IC7的正电源端+V端接VCC端，上乘法器IC7的负电源端-V端接VSS端，上乘法器IC7的输出端OUT端与负端上电阻R15的一端连接，上乘法器IC7的Y正输入端Yl 端与运算放大器IC8的输出端OUT端、下乘法器IC9的X正输入端Xl端连接，运算放大器 IC8的正电源端+V端接VCC端、接地端GND端接地，运算放大器IC8的负输入端-IN端与负端上电阻R15的另一端、负端下电阻R16的一端连接，负端下电阻R16的另一端接地，运算放大器IC8的正输入端+IN端与正端上电阻R17的一端、正端下电阻R18的另一端连接， 正端上电阻R17的另一端接地；下乘法器IC9的Y负输入端Y2端、偏置端Z端接地，下乘法器IC9的正电源端+V端接VCC端，下乘法器IC9的负电源端-V端接VSS端，下乘法器IC9 的Y正输入端Yl端与左输入电阻RO的另一端、左输入电容CO的一端连接，左输入电容CO 的另一端接地，下乘法器IC9的输出端OUT端与滤波电阻R19 —端连接，滤波电阻R19另一端与滤波电容C13的一端、分压电阻R20的一端、输出放大器IClO的正输入端+IN端连接， 滤波电容C13的另一端、分压电阻R20的另一端接地，输出放大器IClO的负输入端-IN端与接地电阻R21的一端、反馈电阻R22的一端连接，接地电阻R21的另一端接地，反馈电阻 R22的另一端与增益电位器RP3的另一端及其中心端连接。本发明所使用的包括施密特芯片IC1、IC2，F/V芯片IC3、IC4，跟随器IC5、IC6，乘法器IC7、IC9，放大器IC8、IC10，电源模块PM1，连接件CNl等在内的所有器件均采用现有的成熟产品，可以通过市场取得。例如施密特芯片采用⑶40106，F/V芯片采用LM231、跟随器与放大器采用TLC2^4、乘法器采用AD633、电源模块采用E0512D-2W、连接件CNl采用 CH2. 54-7连接器等。本发明中的主要电路参数及输入输出关系如下 (一)张力软检测方法的依据
权利要求
1.柔性卷绕物弹性模量在线软检测电路，包括速度脉冲信号变换电路和弹性模量运算电路，其特征在于速度脉冲信号变换电路包括连接件CNl，CNl的张力信号输入端UT端与左输入电阻RO 的一端连接，CNl的脉冲信号1输入端FVl端与中输入电阻Rl的一端连接，CNl的脉冲信号2输入端FV2端与右输入电阻R2的一端连接，CNl的地端GND端接地，CNl的信号输出端OUT端与输出放大器IClO的输出端OUT端、增益电位器RP3的一端连接，CNl的正电源输入端+V端与电源模块PMl的正输入端+IN端连接，CNl的负电源输入端-V端与电源模块PMl的负输入端-IN端连接，电源模块PMl的正输出端+V端与上电解电容C3的正端、上高频电容C5的一端、VCC端连接，上电解电容C3的负端、上高频电容C5的另一端接地，电源模块PMl的负输出端-V端与下电解电容C4的负端、下高频电容C6的一端、VSS端连接， 下电解电容C4的正端、下高频电容C6的另一端接地，电源模块PMl的地端GND端接地；上施密特芯片ICl的输入端I端与右输入电阻R2的另一端、右输入电容Cl的一端连接，右输入电容Cl的另一端接地，上施密特芯片ICl的电源端+V端接VCC端，上施密特芯片ICl的地端GND端接地，上施密特芯片ICl的输出端0端与上微分电容C7的一端连接，上微分电容C7的另一端与上微分电阻R3的一端、上F/V芯片IC3的输入端IN端连接，上微分电阻 R3的另一端接VCC端，上F/V芯片IC3的比较端CO端与上限压电阻R4的一端、上比较电阻R5的一端连接，上限压电阻R4的另一端接VCC端，上比较电阻R5的另一端接地，上F/V 芯片IC3的参考端REF端与上参考电阻R6的一端连接，上参考电阻R6的另一端与上参考电位器RPl的一端连接，上参考电位器RPl的另一端及其中心端接地，上F/V芯片IC3的电源端+V端接VCC端，上F/V芯片IC3的接地端GND端与逻辑端LO端接地，上F/V芯片IC3 的定时端RC端与上定时电阻R7的一端、上定时电容C8的一端连接，上定时电阻R7的另一端接VCC端，上定时电容C8的另一端接地，上F/V芯片IC3的输出端OUT端与上负载电阻 R8的一端、上负载电容C9的一端、上跟随器IC5的正输入端+IN端连接，上负载电阻R8的另一端接地，上负载电容C9的另一端接地，上跟随器IC5的输出端OUT端与其负输入端-IN 端、上乘法器IC7的X正输入端Xl端连接，上跟随器IC5的电源端+V端接VCC端，IC5的接地端GND端接地；下施密特芯片IC2的输入端I端与中输入电阻Rl的另一端、中输入电容 C2的一端连接，中输入电容C2的另一端接地，下施密特芯片IC2的电源端+V端接VCC端， 下施密特芯片IC2的地端GND端接地，下施密特芯片IC2的输出端0端与下微分电容ClO 的一端连接，下微分电容ClO的另一端与下微分电阻R9的一端、下F/V芯片IC4的输入端 IN端连接，下微分电阻R9的另一端接VCC端，下F/V芯片IC4的比较端⑶端与下限压电阻RlO的一端、下比较电阻Rll的一端连接，下限压电阻RlO的另一端接VCC端，下比较电阻Rll的另一端接地，下F/V芯片IC4的参考端REF端与下参考电阻R12的一端连接，下参考电阻R12的另一端与下参考电位器RP2的一端连接，下参考电位器RP2的另一端及其中心端接地，下F/V芯片IC4的电源端+V端接VCC端，下F/V芯片IC4的接地端GND端与逻辑端LO端接地，下F/V芯片IC4的定时端RC端与下定时电阻R13的一端、下定时电容Cll 的一端连接，下定时电阻R13的另一端接VCC端，下定时电容Cll的另一端接地，下F/V芯片IC4的输出端OUT端与下负载电阻R14的一端、下负载电容C12的一端、下跟随器IC6的正输入端+IN端连接，下负载电阻R14的另一端接地，下负载电容C12的另一端接地，下跟随器IC6的输出端OUT端与其负输入端-IN端、上乘法器IC7的X负输入端X2端、正端下电阻R18的一端连接，下跟随器IC6的电源端+V端接VCC端，IC6的接地端GND端接地；弹性模量运算电路包括上乘法器IC7，上乘法器IC7的Y负输入端Y2端、偏置端Z端接地，上乘法器IC7的正电源端+V端接VCC端，上乘法器IC7的负电源端-V端接VSS端，上乘法器IC7的输出端OUT端与负端上电阻R15的一端连接，上乘法器IC7的Y正输入端Yl 端与运算放大器IC8的输出端OUT端、下乘法器IC9的X正输入端Xl端连接，运算放大器 IC8的正电源端+V端接VCC端、接地端GND端接地，运算放大器IC8的负输入端-IN端与负端上电阻R15的另一端、负端下电阻R16的一端连接，负端下电阻R16的另一端接地，运算放大器IC8的正输入端+IN端与正端上电阻R17的一端、正端下电阻R18的另一端连接， 正端上电阻R17的另一端接地；下乘法器IC9的Y负输入端Y2端、偏置端Z端接地，下乘法器IC9的正电源端+V端接VCC端，下乘法器IC9的负电源端-V端接VSS端，下乘法器IC9 的Y正输入端Yl端与左输入电阻RO的另一端、左输入电容CO的一端连接，左输入电容CO 的另一端接地，下乘法器IC9的输出端OUT端与滤波电阻R19 —端连接，滤波电阻R19另一端与滤波电容C13的一端、分压电阻R20的一端、输出放大器IClO的正输入端+IN端连接， 滤波电容C13的另一端、分压电阻R20的另一端接地，输出放大器IClO的负输入端-IN端与接地电阻R21的一端、反馈电阻R22的一端连接，接地电阻R21的另一端接地，反馈电阻 R22的另一端与增益电位器RP3的另一端及其中心端连接。
全文摘要
本发明涉及一种柔性卷绕物弹性模量在线软检测电路。现有技术只能离线抽样测量，且产品技术数据中无法查到该参数。本发明包括速度脉冲信号变换电路和弹性模量运算电路，速度脉冲信号变换电路包括连接件，连接件的脉冲信号1输入端FV1端与中输入电阻的一端连接，中输入电阻的另一端与下施密特芯片的输入端I端连接，下施密特芯片的输出端0端与下微分电容的一端连接，下微分电容的另一端与下F/V芯片的输入端IN端连接，下F/V芯片的输出端OUT端与下跟随器的正输入端+IN端连接；弹性模量运算电路包括上乘法器、运算放大器、上下乘法器、输出放大器等。本发明通用性强、可靠性高、成本低。
文档编号G01N3/08GK102353587SQ20111017088
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者卢玲, 陈德传 申请人:杭州电子科技大学