专利名称：一种卷绕物张力间接检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业控制领域，涉及一种电路，特别涉及一种卷绕物张力的在线间接检测电路。适用于要求不用张力传感器而能在线检测卷绕物张力的场合。
背景技术：
卷绕物是诸如塑料薄膜、软包装材料、纺织物、纸品、胶带、胶片、金属箔带、各类线缆、可绕性管材等各类带材、线材、管材的统称。张力是卷绕物生产过中的重要参数，需实时检测与控制，目前的张力检测常用基于张力传感器的直接检测方法，即在一根浮动辊的两端安装两只张力传感器，将两只张力传感器的输出信号迭加以获得张力信号，此外，在浮动辊的前后还各需一根固定的、与浮动辊形成空间三角形安装的导辊以构成张力检测的导辊组。该方法能满足高精度测控的要求，但存在的主要问题是检测装置复杂及代价大，机械振动及材料在运行中跳动等对检测性能影响大，且张力传感器均存在着信号漂移及需定期校准、维护等。许多实际生产对张力测控的要求是稳定(相对稳定度要求高)、检测装置简单、可靠、维护量小、造价低，而对绝对精度的要求不是非常高。现有的直接检测法难以适应这种对性价比要求高的应用场合。
实用新型内容本实用新型的目的是为克服现有技术存在的不足，在卷绕物生产线中，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，提出基于两轴相对线速度差的信号进行运算，以间接获取张力信号的一种张力检测电路。本实用新型包括速度脉冲信号变换电路和张力信号运算电路。速度脉冲信号变换电路包括连接件CNl，CNl的脉冲信号1输入端FVl端与上微分电容Cl的一端、上输入电阻R19的一端连接，CNl的脉冲信号2输入端FV2端与下微分电容C4的一端、下输入电阻R20的一端连接，CNl的地端GND端接地，CNl的信号输出端OUT 端与仪表运放IC7的输出端OUT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C9的正端、上高频电容Cll的一端、VCC端连接， 上电解电容C9的负端、上高频电容Cll的另一端接地，电源模块PMl的负输出端-V端与下电解电容ClO的负端、下高频电容C12的一端、VSS端连接，下电解电容ClO的正端、下高频电容C12的另一端接地，电源模块PMl的地端GND端接地；上输入电阻R19的另一端接地，上微分电容Cl的另一端与上微分电阻Rl的一端、 上F/V芯片ICl的输入端IN端连接，上微分电阻Rl的另一端接VCC端，上F/V芯片ICl的比较端CO端与上限压电阻R2的一端、上比较电阻R3的一端连接，上限压电阻R2的另一端接VCC端，上比较电阻R3的另一端接地，上F/V芯片ICl的参考端REF端与上参考电阻R4 的一端连接，上参考电阻R4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ICl的电源端+V端接VCC端，上F/V芯片ICl的接地端GND端与逻辑端LO端接地，上F/V芯片ICl的定时端RC端与上定时电阻R5的一端、 上定时电容C2的一端连接，上定时电阻R5的另一端接VCC端，上定时电容C2的另一端接地，上F/V芯片ICl的输出端OUT端与上负载电阻R6的一端、上负载电容C3的一端、上跟随器IC3的正输入端+IN端连接，上负载电阻R6的另一端接地，上负载电容C3的另一端接地，上跟随器IC3的输出端OUT端与其负输入端-IN端、乘法器IC5的X正输入端Xl端、负端下电阻R14的一端连接，上跟随器IC3的电源端+V端接VCC端，IC3的接地端GND端接地；下输入电阻R20的另一端接地，下微分电容C4的另一端与下微分电阻R7的一端、 下F/V芯片IC2的输入端IN端连接，下微分电阻R7的另一端接VCC端，下F/V芯片IC2的比较端CO端与下限压电阻R8的一端、下比较电阻R9的一端连接，下限压电阻R8的另一端接VCC端，下比较电阻R9的另一端接地，下F/V芯片IC2的参考端REF端与下参考电阻RlO 的一端连接，下参考电阻RlO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IC2的电源端+V端接VCC端，下F/V芯片IC2的接地端GND端与逻辑端LO端接地，下F/V芯片IC2的定时端RC端与下定时电阻Rll的一端、 下定时电容C5的一端连接，下定时电阻Rll的另一端接VCC端，下定时电容C5的另一端接地，下F/V芯片IC2的输出端OUT端与下负载电阻R12的一端、下负载电容C6的一端、下跟随器IC4的正输入端+IN端连接，下负载电阻R12的另一端接地，下负载电容C6的另一端接地，下跟随器IC4的输出端OUT端与其负输入端-IN端、正端下电阻R16的一端连接，下跟随器IC4的电源端+V端接VCC端，IC4的接地端GND端接地。张力信号运算电路包括乘法器IC5，乘法器IC5的X负输入端X2端、Y负输入端Y2 端、偏置端ζ端接地，乘法器IC5的正电源端+V端接VCC端，乘法器IC5的负电源端-V端接VSS端，乘法器IC5的输出端OUT端与负端上电阻R13的一端连接，乘法器IC5的Y正输入端Yl端与放大器IC6的输出端OUT端、滤波电阻R18的一端连接，放大器IC6的负输入端-IN端与负端上电阻R13的另一端、负端下电阻R14的另一端连接，放大器IC6的正输入端+IN端与正端上电阻R15的一端、正端下电阻R16的另一端连接，正端上电阻R15的另一端接地，放大器IC6的正电源端+V端接VCC端、接地端GND端接地，滤波电阻R18的另一端与滤波电容C7的一端、仪表运放IC7的正输入端+IN端连接，滤波电容C7的另一端接地， 仪表运放IC7的一增益端Gl端与增益电阻R17的一端连接，增益电阻R17的另一端与增益电位器RP3的一端及其中间端连接，增益电位器RP3的另一端与仪表运放IC7的另一增益端G2端连接，仪表运放IC7的负输入端-IN端、接地端GND端接地，仪表运放IC7的电源端 +V端与去耦电容C8的一端、VCC端连接，去耦电容C8的另一端接地。本实用新型的有益效果是利用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，对两轴线速度信号进行简单的电路运算，即可间接获取张力信号，该方法无需张力传感器，且不受机械振动的影响、可靠性高、成本低。
图1为本实用新型的电路图；图2为本实用新型的实际应用状态示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括速度脉冲信号变换电路和张力信号运算电路。速度脉冲信号变换电路包括连接件CNl，CNl的脉冲信号1输入端FVl端与上微分电容Cl的一端、上输入电阻R19的一端连接，CNl的脉冲信号2输入端FV2端与下微分电容C4的一端、下输入电阻R20的一端连接，CNl的地端GND端接地，CNl的信号输出端OUT 端与仪表运放IC7的输出端OUT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C9的正端、上高频电容Cll的一端、VCC端连接， 上电解电容C9的负端、上高频电容Cll的另一端接地，电源模块PMl的负输出端-V端与下电解电容ClO的负端、下高频电容C12的一端、VSS端连接，下电解电容ClO的正端、下高频电容C12的另一端接地，电源模块PMl的地端GND端接地；上输入电阻R19的另一端接地， 上微分电容Cl的另一端与上微分电阻Rl的一端、上F/V芯片ICl的输入端IN端连接，上微分电阻Rl的另一端接VCC端，上F/V芯片ICl的比较端CO端与上限压电阻R2的一端、 上比较电阻R3的一端连接，上限压电阻R2的另一端接VCC端，上比较电阻R3的另一端接地，上F/V芯片ICl的参考端REF端与上参考电阻R4的一端连接，上参考电阻R4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 ICl的电源端+V端接VCC端，上F/V芯片ICl的接地端GND端与逻辑端LO端接地，上F/V 芯片ICl的定时端RC端与上定时电阻R5的一端、上定时电容C2的一端连接，上定时电阻 R5的另一端接VCC端，上定时电容C2的另一端接地，上F/V芯片ICl的输出端OUT端与上负载电阻R6的一端、上负载电容C3的一端、上跟随器IC3的正输入端+IN端连接，上负载电阻R6的另一端接地，上负载电容C3的另一端接地，上跟随器IC3的输出端OUT端与其负输入端-IN端、乘法器IC5的X正输入端Xl端、负端下电阻R14的一端连接，上跟随器IC3 的电源端+V端接VCC端，IC3的接地端GND端接地；下输入电阻R20的另一端接地，下微分电容C4的另一端与下微分电阻R7的一端、下F/V芯片IC2的输入端IN端连接，下微分电阻R7的另一端接VCC端，下F/V芯片IC2的比较端CO端与下限压电阻R8的一端、下比较电阻R9的一端连接，下限压电阻R8的另一端接VCC端，下比较电阻R9的另一端接地，下F/ V芯片IC2的参考端REF端与下参考电阻RlO的一端连接，下参考电阻RlO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IC2 的电源端+V端接VCC端，下F/V芯片IC2的接地端GND端与逻辑端LO端接地，下F/V芯片 IC2的定时端RC端与下定时电阻Rll的一端、下定时电容C5的一端连接，下定时电阻Rll 的另一端接VCC端，下定时电容C5的另一端接地，下F/V芯片IC2的输出端OUT端与下负载电阻R12的一端、下负载电容C6的一端、下跟随器IC4的正输入端+IN端连接，下负载电阻R12的另一端接地，下负载电容C6的另一端接地，下跟随器IC4的输出端OUT端与其负输入端-IN端、正端下电阻R16的一端连接，下跟随器IC4的电源端+V端接VCC端，IC4的接地端GND端接地。张力信号运算电路包括乘法器IC5，乘法器IC5的X负输入端X2端、Y负输入端Y2 端、偏置端ζ端接地，乘法器IC5的正电源端+V端接VCC端，乘法器IC5的负电源端-V端接VSS端，乘法器IC5的输出端OUT端与负端上电阻R13的一端连接，乘法器IC5的Y正输入端Yl端与放大器IC6的输出端OUT端、滤波电阻R18的一端连接，放大器IC6的负输入端-IN端与负端上电阻R13的另一端、负端下电阻R14的另一端连接，放大器IC6的正输入端+IN端与正端上电阻R15的一端、正端下电阻R16的另一端连接，正端上电阻R15的另一端接地，放大器IC6的正电源端+V端接VCC端、接地端GND端接地，滤波电阻R18的另一端与滤波电容C7的一端、仪表运放IC7的正输入端+IN端连接，滤波电容C7的另一端接地， 仪表运放IC7的一增益端Gl端与增益电阻R17的一端连接，增益电阻R17的另一端与增益电位器RP3的一端及其中间端连接，增益电位器RP3的另一端与仪表运放IC7的另一增益端G2端连接，仪表运放IC7的负输入端-IN端、接地端GND端接地，仪表运放IC7的电源端 +V端与去耦电容C8的一端、VCC端连接，去耦电容C8的另一端接地。本实用新型所使用的包括F/V芯片IC1、IC2，跟随器IC3、IC4，乘法器IC5、放大器 IC6、仪表运放IC7、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F/V芯片采用LM231、跟随器与放大器采用TLC2^4、乘法器采用 AD633、仪表运放采用AD623、电源模块采用E0512D-2W、连接件CNl采用CH2. 54-6连接器等。
本实用新型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. 一种卷绕物张力间接检测电路，包括速度脉冲信号变换电路和张力信号运算电路， 其特征在于速度脉冲信号变换电路包括连接件CNl，CNl的脉冲信号1输入端FVl端与上微分电容Cl的一端、上输入电阻R19的一端连接，CNl的脉冲信号2输入端FV2端与下微分电容 C4的一端、下输入电阻R20的一端连接，CNl的地端GND端接地，CNl的信号输出端OUT端与仪表运放IC7的输出端OUT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C9的正端、上高频电容Cll的一端、VCC端连接，上电解电容C9的负端、上高频电容Cll的另一端接地，电源模块PMl的负输出端-V端与下电解电容ClO的负端、下高频电容C12的一端、VSS端连接，下电解电容ClO的正端、下高频电容C12的另一端接地，电源模块PMl的地端GND端接地；上输入电阻R19的另一端接地，上微分电容Cl的另一端与上微分电阻Rl的一端、上F/V芯片ICl的输入端IN端连接，上微分电阻Rl的另一端接VCC端，上F/V芯片ICl的比较端CO端与上限压电阻R2的一端、上比较电阻R3的一端连接，上限压电阻R2的另一端接VCC端，上比较电阻R3的另一端接地， 上F/V芯片ICl的参考端REF端与上参考电阻R4的一端连接，上参考电阻R4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 ICl的电源端+V端接VCC端，上F/V芯片ICl的接地端GND端与逻辑端LO端接地，上F/V 芯片ICl的定时端RC端与上定时电阻R5的一端、上定时电容C2的一端连接，上定时电阻 R5的另一端接VCC端，上定时电容C2的另一端接地，上F/V芯片ICl的输出端OUT端与上负载电阻R6的一端、上负载电容C3的一端、上跟随器IC3的正输入端+IN端连接，上负载电阻R6的另一端接地，上负载电容C3的另一端接地，上跟随器IC3的输出端OUT端与其负输入端-IN端、乘法器IC5的X正输入端Xl端、负端下电阻R14的一端连接，上跟随器IC3 的电源端+V端接VCC端，IC3的接地端GND端接地；下输入电阻R20的另一端接地，下微分电容C4的另一端与下微分电阻R7的一端、下F/V芯片IC2的输入端IN端连接，下微分电阻R7的另一端接VCC端，下F/V芯片IC2的比较端CO端与下限压电阻R8的一端、下比较电阻R9的一端连接，下限压电阻R8的另一端接VCC端，下比较电阻R9的另一端接地，下F/ V芯片IC2的参考端REF端与下参考电阻RlO的一端连接，下参考电阻RlO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IC2 的电源端+V端接VCC端，下F/V芯片IC2的接地端GND端与逻辑端LO端接地，下F/V芯片 IC2的定时端RC端与下定时电阻Rll的一端、下定时电容C5的一端连接，下定时电阻Rll 的另一端接VCC端，下定时电容C5的另一端接地，下F/V芯片IC2的输出端OUT端与下负载电阻R12的一端、下负载电容C6的一端、下跟随器IC4的正输入端+IN端连接，下负载电阻R12的另一端接地，下负载电容C6的另一端接地，下跟随器IC4的输出端OUT端与其负输入端-IN端、正端下电阻R16的一端连接，下跟随器IC4的电源端+V端接VCC端，IC4的接地端GND端接地；张力信号运算电路包括乘法器IC5，乘法器IC5的X负输入端X2端、Y负输入端Y2端、 偏置端Z端接地，乘法器IC5的正电源端+V端接VCC端，乘法器IC5的负电源端-V端接VSS 端，乘法器IC5的输出端OUT端与负端上电阻R13的一端连接，乘法器IC5的Y正输入端Yl 端与放大器IC6的输出端OUT端、滤波电阻R18的一端连接，放大器IC6的负输入端-IN端与负端上电阻R13的另一端、负端下电阻R14的另一端连接，放大器IC6的正输入端+IN端与正端上电阻R15的一端、正端下电阻R16的另一端连接，正端上电阻R15的另一端接地， 放大器IC6的正电源端+V端接VCC端、接地端GND端接地，滤波电阻R18的另一端与滤波电容C7的一端、仪表运放IC7的正输入端+IN端连接，滤波电容C7的另一端接地，仪表运放IC7的一增益端Gl端与增益电阻R17的一端连接，增益电阻R17的另一端与增益电位器 RP3的一端及其中间端连接，增益电位器RP3的另一端与仪表运放IC7的另一增益端G2端连接，仪表运放IC7的负输入端-IN端、接地端GND端接地，仪表运放IC7的电源端+V端与去耦电容C8的一端、VCC端连接，去耦电容C8的另一端接地。
专利摘要本实用新型涉及一种卷绕物张力间接检测电路。现有的检测装置复杂及代价大。本实用新型利用生产单元中的前、后两驱动轴电机上已有的速度传感器信号，提出对两轴相对线速度差的信号进行电路运算而获取张力信号，本实用新型包括速度脉冲信号变换电路和张力信号运算电路，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端与上微分电容的一端，上微分电容的另一端与上F/V芯片的输入端IN端连接，上F/V芯片的输出端OUT端与上跟随器的正输入端+IN端连接；张力信号运算电路包括乘法器、放大器和仪表运放等。本实用新型无需张力传感器、不受机械振动的影响、可靠性高、成本低。
文档编号G01L5/10GK202110018SQ201120214948
公开日2012年1月11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