印刷机走纸计数传感装置的制造方法
【专利摘要】一种印刷机走纸计数传感装置，包括计数脉冲产生单元、窄脉冲过滤单元、走纸速度变换单元；计数脉冲产生单元产生走纸计数用的初始计数脉冲；窄脉冲过滤单元包括可控充电电路、可控放电电路、电容、施密特电路，由输出的计数脉冲通过三态门对可控充电电路和可控放电电路进行控制，选择其中一路由初始计数脉冲对电容进行放电或充电，电容上的信号经施密特电路得到计数脉冲。所述装置能够自动过滤连续正窄脉冲和连续负窄脉冲干扰；需要过滤的正窄脉冲和负窄脉冲最大宽度能够跟随走纸速度的变化而改变，且能分别通过改变充电时间常数和放电时间常数进行调整。所述装置能够应用在各种印刷机上需要对印刷走纸数量进行计数的场合。
【专利说明】
印刷机走纸计数传感装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种检测装置，尤其是一种印刷机走纸计数传感装置。
【背景技术】
[0002]在印刷机印制过程中，需要对印刷机走纸数量进行计数。走纸数量计数经常采用光电开关、霍尔开关、磁簧开关，或者是电感式接近开关、电容式接近开关等检测装置对走纸过程进行检测，当纸经过一次或者是走纸机构执行一次走纸动作时，检测装置产生一个初始计数脉冲信号，由各种计数装置对走纸数量进行计数。由于存在走纸传输过程存在晃动、走纸传输机构存在抖动、机械开关自身的触点抖动等原因，造成检测装置产生的初始计数脉冲信号边沿存在抖动脉冲，即窄脉冲干扰信号。走纸速度不同，窄脉冲干扰信号的宽度也不一样。
【发明内容】
[0003]为了解决现有印刷机印刷时走纸数量初始脉冲信号所存在的问题，本发明提供了一种印刷机走纸计数传感装置，包括计数脉冲产生单元、窄脉冲过滤单元。
[0004]所述计数脉冲产生单元输出初始脉冲至窄脉冲过滤单元，窄脉冲过滤单元输出计数脉冲;所述窄脉冲过滤单元过滤的窄脉冲宽度受走纸速度控制。
[0005]所述窄脉冲过滤单元包括可控充电电路、可控放电电路、电容、施密特电路;所述电容的一端连接至施密特电路输入端，另外一端连接至公共地或者是施密特电路的供电电源;所述可控充电电路输入为初始脉冲，输出连接至施密特电路输入端;所述可控放电电路输入为初始脉冲，输出连接至施密特电路输入端;所述施密特电路的输出端输出计数脉冲。
[0006]所述可控充电电路包括快速放电二极管、充电电阻、快速放电三态门；所述快速放电二极管阴极连接至快速放电三态门输出端，阳极为可控充电电路输出端;所述充电电阻与快速放电二极管并联;所述可控放电电路包括快速充电二极管、放电电阻、快速充电三态门；所述快速充电二极管阳极连接至快速充电三态门输出端，阴极为可控放电电路输出端；所述放电电阻与快速充电二极管并联;所述快速放电三态门输入端为可控充电电路输入端;所述快速充电三态门输入端为可控放电电路输入端;所述快速放电三态门和快速充电三态门由计数脉冲控制。
[0007]所述快速放电三态门和快速充电三态门由计数脉冲控制的具体方法是，当施密特电路为同相施密特电路时，计数脉冲的低电平控制快速放电三态门为工作状态、快速充电三态门为禁止状态，计数脉冲的高电平控制快速放电三态门为禁止状态、快速充电三态门为工作状态；当施密特电路为反相施密特电路时，计数脉冲的高电平控制快速放电三态门为工作状态、快速充电三态门为禁止状态，计数脉冲的低电平控制快速放电三态门为禁止状态、快速充电三态门为工作状态。
[0008]所述窄脉冲过滤单元过滤的窄脉冲宽度受走纸速度控制的方法是，快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位受走纸速度控制。
[0009]所述快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位受走纸速度控制的方法是，当走纸速度增大时，快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位增大；当走纸速度减小时，快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位减小。
[0010]所述印刷机走纸计数传感装置还包括走纸速度变换单元;所述走纸速度变换单元的输入信号为走纸速度，输出送至快速放电三态门、快速充电三态门并控制快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位。
[0011]所述窄脉冲过滤单元能够过滤的最大正窄脉冲宽度还通过改变充电时间常数或者施密特电路的上限门槛电压来进行控制，能够过滤的最大负窄脉冲宽度还通过改变放电时间常数或者施密特电路的下限门槛电压来进行控制。
[0012]所述充电时间常数为充电电阻与电容的乘积;所述放电时间常数为放电电阻与电容的乘积。
[0013]所述快速放电三态门与快速充电三态门同为同相三态门，或者是，所述快速放电三态门与快速充电三态门同为反相三态门。
[0014]本发明的有益效果是:所述印刷机走纸计数传感装置允许初始计数脉冲信号中宽度大于规定值的正脉冲和负脉冲信号通过，自动过滤负宽脉冲期间的正窄脉冲和正宽脉冲期间的负窄脉冲；能够快速恢复过滤能力过滤连续的正窄脉冲或者负窄脉冲干扰信号，消除初始计数脉冲的上升沿连续抖动和下降沿连续抖动；需要过滤的正窄脉冲最大宽度能够跟随走纸速度进行自适应变化，且能通过改变充电时间常数进行调整；需要过滤的负窄脉冲最大宽度能够跟随走纸速度进行自适应变化，且能通过改变放电时间常数进行调整;所述印刷机走纸计数传感装置能够应用在各种印刷机上需要对印刷走纸数量进行计数的场入口 ο
【附图说明】
[0015]图1为印刷机走纸计数传感装置实施例结构框图；
[0016]图2为窄脉冲过滤单元实施例；
[0017]图3为窄脉冲过滤单元实施例的初始脉冲和计数脉冲波形；
[0018]图4为走纸速度变换单元实施例。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0020]如图1所示为印刷机走纸计数传感装置实施例结构框图。计数脉冲产生单元100输出初始脉冲Pl，由窄脉冲过滤单元300对初始脉冲Pl进行窄脉冲过滤，得到滤除干扰脉冲之后的计数脉冲P2 ο走纸速度变换单元400将走纸速度η转换为控制电压UK，控制电压UK被送至窄脉冲过滤单元300，对窄脉冲过滤单元300过滤的窄脉冲宽度进行控制。
[0021]计数脉冲产生单元为常用的光电开关、霍尔开关、磁簧开关，或者是电感式接近开关、电容式接近开关，等等。当印刷机有印制的纸张一次经过或者是走纸机构执行走纸一次动作时，计数脉冲产生单元产生并输出一个初始脉冲信号。初始脉冲即为未滤除干扰信号的初始计数脉冲。
[0022 ]窄脉冲过滤单元的组成包括可控放电电路、可控充电电路、电容、施密特电路。
[0023]如图2所示为窄脉冲过滤单元实施例。实施例中，快速放电二极管、充电电阻、快速放电三态门分别为二极管D11、电阻Rl 1、三态门T11，组成了可控放电电路；快速充电二极管、放电电阻、快速充电三态门分别为二极管D12、电阻R12、三态门T12，组成了可控充电电路；电容为电容Cl I。施密特电路Fl I为同相施密特电路，因此，实施例中计数脉冲P2与初始脉冲Pl同相。电容Cl I的一端接施密特电路的输入端，SPFl I的输入端A3，另外一端连接至公共地。
[0024]图2实施例中，施密特电路FlI为同相施密特电路，计数脉冲P2(图2中A4点)直接连接至三态门T11、三态门T12的使能控制端，三态门T11、三态门T12分别为低电平、高电平使能有效。计数脉冲P2的高、低电平分别控制三态门Tl 2为工作状态、为禁止状态，计数脉冲P2的高、低电平分别控制三态门Tl I为禁止状态、为工作状态。受到计数脉冲P2的控制，三态门Tll与三态门T12中总是一个处于为工作状态状态，另外一个处于为禁止状态状态。当三态门Tll、三态门T12同时采用低电平使能有效或者是高电平使能有效的器件时，其中一个的由计数脉冲P2的反相信号控制。
[0025]图3为窄脉冲过滤单元实施例的初始脉冲和计数脉冲波形。图3中，Pl为初始脉冲，P2为计数脉冲，当Pl低电平为正常的负宽脉冲时，图2中A3点电位与AI点低电平电位一致，P2为低电平，三态门Tll为工作状态，其输出的Al点电平与AO点一致;T12为禁止状态，输出为高阻态。正窄脉冲11的高电平通过充电电阻Rll对电容Cll充电，使A3点电位上升；由于窄脉冲11的宽度小于时间Tl，A3点电位在窄脉冲11结束时仍低于施密特电路Fl I的上限门槛电压，因此，P2维持为低电平，三态门Tll维持为工作状态;窄脉冲11结束时，Al点重新变为低电平且通过快速放电二极管Dl I使电容Cll快速放电，使A3点电位与Al点低电平电位一致，恢复至窄脉冲11来临前的状态，其抗干扰能力得到迅速恢复，当后面紧接有连续的正窄脉冲干扰信号时，同样能够过滤掉。正窄脉冲12、正窄脉冲13的宽度均小于时间Tl，因此，当窄脉冲12、窄脉冲13中的每一个结束时，P2维持为低电平，Al点重新变为低电平且通过快速放电二极管Dll使电容Cll快速放电，使A3点电位与Al点低电平电位一致。
[0026]脉冲14为正常的正宽脉冲，Pl在上升沿20之后维持高电平时间达到Tl时，Al点高电平的通过充电电阻Rll对电容Cll充电，使A3点电位上升达到施密特电路Fl I的上限门槛电压，施密特电路Fll输出P2在上升沿25处从低电平变为高电平，使三态门Tll为禁止状态、T12为工作状态，其输出的A2点电平与AO点一致;A2点的高电平通过快速充电二极管D12使电容Cl I快速充电，使A3点电位与A2点高电平电位一致，P2维持为高电平。
[0027]负窄脉冲15的低电平通过放电电阻R12对电容Cll放电，使A3点电位下降；由于窄脉冲15的宽度小于时间T2，A3点电位在窄脉冲15结束时仍高于施密特电路Fll的下限门槛电压，因此，P2维持为高电平，三态门T12维持为工作状态;窄脉冲15结束时，A2点重新变为高电平且通过快速充电二极管D12使电容Cll快速充电，使A3点电位与A2点高电平电位一致，恢复至窄脉冲15来临前的状态，其抗干扰能力得到迅速恢复，当后面紧接有连续的负窄脉冲干扰信号时，同样能够过滤掉。负窄脉冲16、负窄脉冲17、负窄脉冲18的宽度均小于时间T2，因此，当窄脉冲16、窄脉冲17、窄脉冲18中的每一个结束时，P2维持为高电平，A2点重新变为高电平且通过快速充电二极管D12使电容Cll快速充电，使A3点电位与A2点高电平电位一致。
[0028]Pl在下降沿21之后维持低电平时间达到T2时，表示Pl有一个正常的负宽脉冲，A2点的低电平通过放电电阻Rl2对电容C11放电，使A3点电位下降达到施密特电路F11的下限门槛电压，施密特电路F11的输出P2在下降沿26处从高电平变为低电平，使三态门T11为工作状态、T12为禁止状态;Al点的低电平通过快速放电二极管Dll使电容CU快速放电，使A3点电位与Al点低电平电位一致，P2维持为低电平。Pl的负宽脉冲19宽度大于T2，在负宽脉冲19的上升沿22之后维持高电平时间达到Tl时，P2在上升沿27处从低电平变为高电平。
[0029 ]窄脉冲过滤单元将PI信号中的窄脉冲11、窄脉冲12、窄脉冲13、窄脉冲15、窄脉冲16、窄脉冲17、窄脉冲18都过滤掉，而正宽脉冲14、负宽脉冲19能够通过，使P2信号中出现相应的正宽脉冲23和负宽脉冲24。计数脉冲P2与初始脉冲Pl同相，而输出的宽脉冲14上升沿比输入的宽脉冲14上升沿滞后时间Tl，下降沿滞后时间T2。
[0030]窄脉冲11、窄脉冲12、窄脉冲13为正窄脉冲，其中窄脉冲11为单个干扰脉冲，窄脉冲12、窄脉冲13为初始脉冲边沿的连续抖动脉冲。时间TI为窄脉冲过滤单元能够过滤的最大正窄脉冲宽度。Tl受到充电时间常数、三态门Tll输出的高电平电位、低电平电位和施密特电路Fll的上限门槛电压共同影响。通常情况下，三态门Tll输出的高电平电位和低电平电位为定值，因此，调整Tl的值可以通过改变充电时间常数或者施密特电路的上限门槛电压来进行。图2中，充电时间常数为充电电阻Rll与电容Cll的乘积。所述窄脉冲过滤单元允许宽度大于Tl的正脉冲信号通过。
[0031]窄脉冲15、窄脉冲16、窄脉冲17、窄脉冲18为负窄脉冲，其中窄脉冲15为单个干扰脉冲，窄脉冲16、窄脉冲17、窄脉冲18为初始脉冲边沿的连续抖动脉冲。时间T2为窄脉冲过滤单元能够过滤的最大负窄脉冲宽度。T2受到放电时间常数、三态门T12输出的高电平电位、低电平电位和施密特电路Fll的下限门槛电压共同影响。通常情况下，三态门T12输出的高电平电位和低电平电位为定值，因此，调整T2的值可以通过改变放电时间常数或者施密特电路的下限门槛电压来进行。图2中，放电时间常数为放电电阻R12与电容Cll的乘积。所述窄脉冲过滤单元允许宽度大于大于T2的负脉冲信号通过。
[0032]初始脉冲边沿的连续抖动脉冲的宽度受走纸速度η的影响改变。当走纸速度η增大时，初始脉冲边沿的连续抖动脉冲的宽度减小；当走纸速度η减小时，初始脉冲边沿的连续抖动脉冲的宽度增大。
[0033]图2中，电容ClI接公共地的一端也可以改接在施密特电路Fl I的供电电源端。
[0034]图2中，施密特电路Fll也可以选择反相施密特电路，此时计数脉冲Ρ2的高电平应该控制快速放电三态门为工作状态、快速充电三态门为禁止状态，计数脉冲的低电平控制快速放电三态门为禁止状态、快速充电三态门为工作状态。例如，当图2中施密特电路Fll选择反相施密特电路，仍将计数脉冲Ρ2直接连接至三态门T11、三态门T12的使能控制端时，三态门Tll应该相应地改为高电平使能有效，三态门Τ12相应地改为低电平使能有效。选择反相施密特电路时电路的工作原理与图2相同，只是此时计数脉冲与初始脉冲反相。
[0035]快速放电三态门与快速充电三态门还可以同时选择具有反相功能的反相三态门。当快速放电三态门与快速充电三态门同时选择反相三态门时，相当于在初始脉冲端增加一个反相器，即先将初始脉冲反相后再进行抗窄脉冲干扰，工作原理与图2相同。
[0036]所述施密特电路的输入信号为电容上的电压，因此，要求施密特电路具有高输入阻抗特性。施密特电路可以选择具有高输入阻抗特性的CMOS施密特反相器CD40106、74HC14，或者是选择具有高输入阻抗特性的CMOS施密特与非门⑶4093、74HC24等器件。CMOS施密特反相器或者CMOS施密特与非门的上限门槛电压、下限门槛电压均为与器件相关的固定值，因此，调整能够过滤的输入的正窄脉冲宽度、负窄脉冲宽度需要通过改变充电时间常数、放电时间常数来进行。用施密特反相器或者施密特与非门构成同相施密特电路，需要在施密特反相器或者施密特与非门后面增加一级反相器。
[0037]施密特电路还可以选择采用运算放大器来构成，采用运算放大器来构成施密特电路可以灵活地改变上限门槛电压、下限门槛电压。同样地，采用运算放大器来构成施密特电路时，需要采用具有高输入阻抗特性的结构与电路。
[0038]图4为走纸速度变换单元实施例，走纸速度变换单元将走纸速度η转换为控制电压UK。图4中，F71为走纸速度传感器，F71将走纸速度η转换为电压Un输出。运放F72及电阻R76、电阻R77、电阻R78、电阻R79组成零值调整电路，控制电压UK从运放F72输出端输出。零值调整电路的作用之一是通过改变输入的零值调整电压VREF，将走纸速度η的最小速度(通常为O)对应的控制电压UK调整为非O值;二是提高控制电压UK的驱动能力。输入速度范围对应的控制电压UK的范围通过调整走纸速度传感器F71参数、零值调整电路参数和零值调整电压VREF来进行。图4实施例中，当走纸速度η增大时，输出控制电压UK增大;走纸速度η减小时，输出控制电压UK减小。走纸速度η是印刷机纸张的传输速度或者是走纸机构的速度。
[0039]控制电压UK被送至窄脉冲过滤单元，对窄脉冲过滤单元中快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位进行控制，当走纸速度η增大时，快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位增大；当走纸速度η减小时，快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位减小。
[0040]快速放电三态门、快速充电三态门采用CMOS三态门电路、高速CMOS三态门电路来构成，将控制电压UK作为快速放电三态门、快速充电三态门的供电电源。实施例中，将控制电压UK作为三态门Tll和三态门T12的供电电源。此时，三态门Tll和三态门T12输出的高电平为(接近)电源电位，即控制电压UK直接作为了三态门Tll和三态门T12输出的高电平电位，控制电压UK增大时，三态门T11输出的高电平电位和三态门T12输出的高电平电位均增大。在调整走纸速度η范围对应的控制电压UK范围时，要使控制电压UK的范围满足能够过滤的最大正窄脉冲宽度Tl、最大负窄脉冲宽度Τ2的调整范围要求，同时控制电压UK的范围还需要满足三态门T11和三态门T12的供电电源范围要求。
[0041 ]当充电时间常数与施密特电路的上限门槛电压保持不变时，走纸速度η增大，三态门Tll输出的高电平电位增大，其通过充电电阻对电容充电的速度加快，使Tl减小；走纸速度η减小，三态门T11输出的高电平电位减小，其通过充电电阻对电容充电的速度减慢，使Tl增大;实现了可控充电电路的充电速度由走纸速度η控制。或者说实现了干扰脉冲过滤时，能够过滤的最大正窄脉冲宽度Tl的走纸速度η自适应控制，即走纸速度η变化时，Tl在一个给定的范围内跟随走纸速度η变化。如果改变充电时间常数或者是施密特电路的上限门槛电压，则Tl跟随走纸速度η变化的给定范围整体会改变，例如，增大充电时间常数，则在同样的走纸速度η变化范围内，Tl跟随变化区间的上限值和下限值增大。
[0042 ]当放电时间常数与施密特电路的下限门槛电压保持不变时，走纸速度η增大，三态门T12输出的高电平电位增大，其通过放电电阻对电容放电的速度加快，使Τ2减小；走纸速度η减小，三态门T12输出的高电平电位减小，其通过放电电阻对电容放电的速度减慢，使Τ2增大;实现了可控充电电路的充电速度由走纸速度η控制。或者说实现了干扰脉冲过滤时，能够过滤的最大负窄脉冲宽度T2的走纸速度η自适应控制，即走纸速度η变化时，T2在一个给定的范围内跟随走纸速度η变化。如果改变放电时间常数或者是施密特电路的下限门槛电压，则Τ2跟随走纸速度η变化的给定范围整体会改变，例如，减小放电时间常数，则在同样的走纸速度η变化范围内，Τ2跟随变化区间的上限值和下限值减小。
【主权项】
1.一种印刷机走纸计数传感装置，其特征在于: 包括计数脉冲产生单元、窄脉冲过滤单元； 所述计数脉冲产生单元输出初始脉冲至窄脉冲过滤单元，窄脉冲过滤单元输出计数脉冲； 所述窄脉冲过滤单元过滤的窄脉冲宽度受走纸速度控制。2.根据权利要求1所述的印刷机走纸计数传感装置，其特征在于:所述窄脉冲过滤单元包括可控充电电路、可控放电电路、电容、施密特电路； 所述电容的一端连接至施密特电路输入端，另外一端连接至公共地或者是施密特电路的供电电源； 所述可控充电电路输入为初始脉冲，输出连接至施密特电路输入端;所述可控放电电路输入为初始脉冲，输出连接至施密特电路输入端； 所述施密特电路的输出端输出计数脉冲。3.根据权利要求2所述的印刷机走纸计数传感装置，其特征在于:所述可控充电电路包括快速放电二极管、充电电阻、快速放电三态门；所述快速放电二极管阴极连接至快速放电三态门输出端，阳极为可控充电电路输出端;所述充电电阻与快速放电二极管并联； 所述可控放电电路包括快速充电二极管、放电电阻、快速充电三态门；所述快速充电二极管阳极连接至快速充电三态门输出端，阴极为可控放电电路输出端;所述放电电阻与快速充电二极管并联； 所述快速放电三态门输入端为可控充电电路输入端;所述快速充电三态门输入端为可控放电电路输入端； 所述快速放电三态门和快速充电三态门由计数脉冲控制。4.根据权利要求3所述的印刷机走纸计数传感装置，其特征在于:所述快速放电三态门和快速充电三态门由计数脉冲控制的具体方法是，当施密特电路为同相施密特电路时，计数脉冲的低电平控制快速放电三态门为工作状态、快速充电三态门为禁止状态，计数脉冲的高电平控制快速放电三态门为禁止状态、快速充电三态门为工作状态；当施密特电路为反相施密特电路时，计数脉冲的高电平控制快速放电三态门为工作状态、快速充电三态门为禁止状态，计数脉冲的低电平控制快速放电三态门为禁止状态、快速充电三态门为工作状态。5.根据权利要求3所述的印刷机走纸计数传感装置，其特征在于:所述窄脉冲过滤单元过滤的窄脉冲宽度受走纸速度控制的方法是，快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位受走纸速度控制。6.根据权利要求5所述的印刷机走纸计数传感装置，其特征在于:所述快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位受走纸速度控制的方法是，当走纸速度增大时，快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位增大；当走纸速度减小时，快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位减小。7.根据权利要求6所述的印刷机走纸计数传感装置，其特征在于:还包括走纸速度变换单元;所述走纸速度变换单元的输入信号为走纸速度，输出送至快速放电三态门、快速充电三态门并控制快速放电三态门、快速充电三态门输出的高电平电位。8.根据权利要求6— 7中任一项所述的印刷机走纸计数传感装置，其特征在于:所述窄脉冲过滤单元能够过滤的最大正窄脉冲宽度还通过改变充电时间常数或者施密特电路的上限门槛电压来进行控制，能够过滤的最大负窄脉冲宽度还通过改变放电时间常数或者施密特电路的下限门槛电压来进行控制。9.根据权利要求8所述的印刷机走纸计数传感装置，其特征在于:所述充电时间常数为充电电阻与电容的乘积;所述放电时间常数为放电电阻与电容的乘积。10.根据权利要求8所述的印刷机走纸计数传感装置，其特征在于:所述快速放电三态门与快速充电三态门同为同相三态门，或者是，所述快速放电三态门与快速充电三态门同为反相三态门。
【文档编号】B41F33/02GK105946358SQ201610421186
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】凌云, 肖伸平, 肖会芹
【申请人】湖南工业大学