专利名称：钢带应力测控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有关一种钢带应力的测控装置，尤其是有关一种在运动状态下的钢带的应力测控装置。
背景技术：
众所周知，机械零件和构件的应力对其品质具有重要的影响，尤其是钢材的应力对其品质的影响影响更甚。应力指的是机械零件和构件材料内部的任一点处由外力、不均匀加热或永久变形产生的单位截面积上的内力。应力以内力与截面积的比值表示。为了了解机械零件的应力，需要进行应力的测量，分析及控制。应力分析主要用于确定与机械零件和构件失效的危险点的应力集中、应变集中部位的峰值应力和应变。进行应力分析就必须测定钢带所内的应力值，因此应力的测定就变得极为重要。另外，当测定出的应力值超出一定的范围需要进行有效的应力消除及控制。
现有技术中测定钢带应力值的测定方法通常为在静止且受一拉力状态下的钢带上设置传感器，这样即可以测试出钢带所受的应力大小。然而，这种方式仅可以测定普通环境下静止的钢带应力，如果处在高温条件下或者高速运动状态下的钢带则这种方式由于受于高温或高速运动的影响而使传感器的检测精度降低，不能有效对高温环境下的高速运动中的钢带应力进行检测，而高温环境下的高速运动中的钢带应力在很多情况下必须进行测试，所以如何进行相关测试并有效控制应力误差的范围成为急需解决技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢带应力测控装置，其能够方便地测控运动中的钢带的应力，并能控制应力值的误差在一定的范围内。
本发明的目的是这样实现的一种钢带应力测控装置，可以测试运动钢带的应力，其特征在于包括钢带、伺服电机、通过伺服电机驱动产生水平运动的拉杆、设置于拉杆上的拉力传感器、通过拉杆拉动的被动移动轴、轴向方向与上述被动移动轴平行且沿拉杆方向相对于被动移动轴轴对称的二个固定轴，伺服电机通过微处理器控制，上述微处理器上连接有A/D接口卡、D/A接口卡及I/O接口卡，上述D/A接口卡及I/O接口卡与伺服控制器相连以控制伺服电机的运动，上述A/D接口卡与拉力传感器相连，以将拉力传感器的信号转换后传递至微处理器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是由于采用上述设置，不仅可以测试运动中的钢带的应力值，而且通过伺服电机运动速度及运转方向的调整，使得钢带中的应力值的误差控制在一定的范围内。
图1为本发明钢带应力测控装置的机械结构图。、图2为本发明钢带应力测控装置的应力测控原理图。
图3为本发明钢带应力测控装置中钢带的受力分析图。
图4为本发明钢带应力测控装置的电气原理图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
请参阅图1所示，本发明钢带应力测控装置具有机械部分及电气部分，其中机械部分包括直流电压值为0-5伏的伺服电机1，伺服电机1通过主动齿轮Z1与被动齿轮Z2进行减速处理，并且通过主动链轮Z3、链及被动链轮Z4进行进一步减速处理。被动链轮Z4与螺母一丝杠装置进行传动，丝杠2通过导轨3引导进行水平方向的移动。丝杠2上具有拉力传感器4，丝杠3的另一端连接有被动移动轴5，该被动移动轴5可以丝杠3的拉力作用下水平移动，钢带8设置一被动移动轴5的外围。请参阅图3所示，机械部分还包括主动固定轴6及被动固定轴7，该两固定轴6、7与被动移动轴5的轴向方向平行，且其位置相对于丝杠2轴对称。主动固定轴6旋转从而带动钢带8围绕被动移动轴5、主动固定轴6及被动固定轴7所围成的区域旋转。
请参阅图2及图4所示，本发明钢带应力测控装置的电气部分包括微处理器21，其上连接有A/D接口卡22、I/O接口卡23及D/A接口卡24，I/O接口卡23及D/A接口卡24进一步与伺服控制器25相连，以控制伺服电机1的运动，伺服电机1与钢带的张紧机构相连接，该张紧机构指的是图1中所示的机械部分，拉力传感器4设置于张紧机构上，并与电压放大器26相连以将拉力传感器4的电信号，传到A/D接口卡，从而A/D接口卡22将信号传至微处理器21。钢带的张紧机构需要扭矩控制，所以本实施例中采用的是转矩控制的伺服系统。
在工作中，首先微处理器1通过I/O接口卡23的位输出接口，使伺服电机1启动或停止、顺时针或逆时针转；并通过D/A接口卡24输出与某一转矩所对应的电压模拟量控制伺服电机1的转矩大小。请参阅图3所示，伺服控制器25控制伺服电机1运转，从而通过主动齿轮Z1、被动齿轮Z2、主、被动链轮Z3、Z4驱动螺母一丝杠2进行水平移动，则此时拉力传感器4测知拉力F1，因为主动固定轮6及被动固定轮7相对于被动移动轴5对称，所以金属钢带的张紧力F2+F3＝F1/COSα(其中α为夹角)。微处理器21通过检测钢带应力值，通过电压放大器26传递至A/D接器卡22，从而传输至微处理器21，与应力设置值的大小进行比较，从而来确定伺服电机1输出的转矩是否合适。如其误差超过允许值，则修正D/A输出的电压，使误差减小。
综上所述，本发明完成了发明人的目的，不仅可以测试运动中的钢带的应力值，而且通过伺服电机运动速度及运转方向的调整，使得钢带中的应力值的误差控制在一定的范围内。
权利要求
1.一种钢带应力测控装置，可以测试运动钢带的应力，其特征在于包括钢带、伺服电机、通过伺服电机驱动产生水平运动的拉杆、设置于拉杆上的拉力传感器、通过拉杆拉动的被动移动轴、轴向方向与上述被动移动轴平行且沿拉杆方向相对于被动移动轴轴对称的二个固定轴，伺服电机通过微处理器控制，上述微处理器上连接有A/D接口卡、D/A接口卡及I/O接口卡，上述D/A接口卡及I/O接口卡与伺服控制器相连以控制伺服电机的运动，上述A/D接口卡与拉力传感器相连，以将拉力传感器的信号转换后传递至微处理器。
2.如权利要求1所述的钢带应力测控装置，其特征在于拉力传感器与A/D接口卡间还连接有一电压放大器。
3.如权利要求1所述的钢带应力测控装置，其特征在于伺服电机的电压为直流电压。
4.如权利要求3所述的钢带应力测控装置，其特征在于直流电压值为0-5伏。
5.如权利要求1所述的钢带应力测控装置，其特征在于伺服电机与拉杆之间设置有减速装置。
6.如权利要求5所述的钢带应力测控装置，其特征在于减速装置包括螺母-丝杠机构。
全文摘要
本发明有关一种钢带应力测控装置，可以测试运动钢带的应力，其特征在于包括钢带、伺服电机、通过伺服电机驱动产生水平运动的拉杆、设置于拉杆上的拉力传感器、通过拉杆拉动的被动移动轴、轴向方向与上述被动移动轴平行且沿拉杆方向相对于被动移动轴轴对称的二个固定轴，伺服电机通过微处理器控制，上述微处理器上连接有A/D接口卡、D/A接口卡及I/O接口卡，上述D/A接口卡及I/O接口卡与伺服控制器相连以控制伺服电机的运动，上述A/D接口卡与拉力传感器相连，以将拉力传感器的信号转换后传递至微处理器。通过上述设置可以方便的测控高速运动中的钢带的应力，并能高速钢带的应力，以使其应力值的误差控制在一定范围内。
文档编号G01L5/00GK1779425SQ20041008470
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月26日 优先权日2004年11月26日
发明者施海锋, 周滨海 申请人:上海工程技术大学