专利名称：一种纱线张力传感器系统及实现方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织机械设备，具体涉及一种纱线张力传感器系统及实现方法。
背景技术：
纱线张力传感器作为纺织工业生产过程中一个重要的传感器，有着非常重要的作用。纱线张力的平衡与稳定直接关系到产品的质量、生产效率以及后续加工的顺利进行。现有的张力传感器价格过高，精度不够，提高了纺织机械的价格和降低的纺纱的工作效率。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种纱线张力传感器系统及实现方法。一种纱线张力传感器装置包括线性霍尔传感器、程控放大器、霍尔信号偏置电路、数控电位器网络、MCU、信号叠加电路和低通滤波电路；
线性霍尔传感器的输出端与程控放大器的输入端连接，霍尔信号偏置电路的输出端与数控电位器网络的输入端连接，MCU的放大倍数控制端与程控放大器的输入端连接，MCU的偏置调节输出端与数控电位器网络输入端连接，程控放大器的输出端与信号放大电路的反向放大输入端连接，数控电位器网络的输出端与信号叠加电路的正向放大输入端连接，信号叠加电路的输出端与低通滤波电路的输入端连接。MCU控制程控放大器的放大倍数，调整线性霍尔传感器输入信号的放大倍数，MCU控制数控电位器网络的电阻阻值比，调整霍尔信号偏置电路输出电压的分压比，将程控放大器与数控电位器网络的输出信号送到信号叠加电路进行叠加，最后将信号叠加电路送入低通滤波电路，并将得到的结果输出。一种纱线张力传感器的实现方法包括以下步骤:
步骤1:将线性霍尔传感器的输出电压信号送入程控放大器；
步骤2:程控放大器按照MCU设定的放大倍数对线性霍尔传感器的输出电压信号进行放大；
步骤3:将霍尔信号偏置电路输出电压信号送入数控电位器网络；
步骤4:数控电位器网络按照MCU设定的电阻阻值比对霍尔信号偏置电路的输出电压信号进行分压；
步骤5:将步骤2的输出信号送入信号叠加电路的反向放大输入端，将步骤4的输出信号送入信号叠加电路的正向放大输入端；
步骤6:最后将信号叠加电路的输出送入低通滤波电路的输入，并把低通滤波器的输出作为整个硬件装置的输出所述的霍尔信号偏置电路输出电压信号通过MCU进行调节到信号放大电路最小输出；
所述的程控放大器的放大倍数的调整是通过MCU进行的，并且调节到信号叠加电路的最大允许输入；
所述数控电位器网络的电阻阻值比的调整是通过MCU进行的，并且要使得线性霍尔传感器的输入为零时信号叠加电路的输出为零。所述的输出信号低通滤波电路是一个巴特沃斯二阶低通滤波器。与现有的技术相比，本发明的有益效果是:提高纱线张力传感器精度，降低纱线张力传感器成本，减小纱线张力传感器的体积，提高纱线张力传感器的集成度，方便与各种纱线张力控制器组合使用，减少纱线张力传感器在各种纱线张力控制器的调试时间。
图1是本发明的硬件框图2是本发明的方法实现框图。
具体实施例方式如图1所示，一种纱线张力传感器装置包括线性霍尔传感器、程控放大器、霍尔信号偏置电路、数控电位器网络、MCU、信号叠加电路和低通滤波电路； 线性霍尔传感器的输出端与程控放大器的输入端连接，霍尔信号偏置电路的输出端与数控电位器网络的输入端连接，MCU的放大倍数控制端与程控放大器的输入端连接，MCU的偏置调节输出端与数控电位器网络输入端连接，程控放大器的输出端与信号放大电路的反向放大输入端连接，数控电位器网络的输出端与信号叠加电路的正向放大输入端连接，信号叠加电路的输出端与低通滤波电路的输入端连接；
MCU控制程控放大器的放大倍数，调整线性霍尔传感器输入信号的放大倍数，MCU控制数控电位器网络的电阻阻值比，调整霍尔信号偏置电路输出电压的分压比，将程控放大器与数控电位器网络的输出信号送到信号叠加电路进行叠加，最后将信号叠加电路送入低通滤波电路，并将得到的结果输出；
如图2所示，一种纱线张力传感器的实现方法包括以下步骤:
步骤1:将线性霍尔传感器的输出电压信号送入程控放大器；
步骤2 =MCU将程控放大器放大倍数调节到信号叠加电路的最大允许输入，程控放大器按照MCU设定的放大倍数对线性霍尔传感器的输出电压信号进行放大；
步骤3:将霍尔信号偏置电路输出电压信号送入数控电位器网络；
步骤4:MCU调节电阻阻值比使得线性霍尔传感器的输入为零时信号叠加电路的输出为零，数控电位器网络按照MCU设定的电阻阻值比对霍尔信号偏置电路的输出电压信号进行分压；
步骤5:将步骤2的输出信号送入信号叠加电路的反向放大输入端，将步骤4的输出信号送入信号叠加电路的正向放大输入端；
步骤6:最后将信号叠加电路的输出送入低通滤波电路的输入，并把低通滤波器的输出作为整个硬件装置的输出。
权利要求
1.一种纱线张力传感器装置包括线性霍尔传感器、程控放大器、霍尔信号偏置电路、数控电位器网络、MCU、信号叠加电路和低通滤波电路；其特征在于:线性霍尔传感器的输出端与程控放大器的输入端连接，霍尔信号偏置电路的输出端与数控电位器网络的输入端连接，MCU的放大倍数控制端与程控放大器的输入端连接，MCU的偏置调节输出端与数控电位器网络输入端连接，程控放大器的输出端与信号放大电路的反向放大输入端连接，数控电位器网络的输出端与信号叠加电路的正向放大输入端连接，信号叠加电路的输出端与低通滤波电路的输入端连接； MCU控制程控放大器的放大倍数，调整线性霍尔传感器输入信号的放大倍数，MCU控制数控电位器网络的电阻阻值比，调整霍尔信号偏置电路输出电压的分压比，将程控放大器与数控电位器网络的输出信号送到信号叠加电路进行叠加，最后将信号叠加电路送入低通滤波电路，并将得到的结果输出。
2.根据权利要求1所述的一种纱线张力传感器装置，其特征在于:所述的低通滤波电路是一个巴特沃斯二阶低通滤波器。
3.—种纱线张力传感器的实现方法包括以下步骤: 步骤1:将线性霍尔传感器的输出电压信号送入程控放大器； 步骤2:程控放大器按照MCU设定的放大倍数对线性霍尔传感器的输出电压信号进行放大； 步骤3:将霍尔信号偏置电路输出电压信号送入数控电位器网络； 步骤4:数控电位器网络按照MCU设定的电阻阻值比对霍尔信号偏置电路的输出电压信号进行分压； 步骤5:将步骤2的输出信号送入信号叠加电路的反向放大输入端，将步骤4的输出信号送入信号叠加电路的正向放大输入端； 步骤6:最后将信号叠加电路的输出送入低通滤波电路的输入，并把低通滤波器的输出作为整个硬件装置的输出。
4.根据权利要求3所述的一种纱线张力传感器的实现方法，其特征在于:程控放大器的放大倍数的调整是通过MCU进行的，并且调节到信号叠加电路的最大允许输入。
5.根据权利要求3所述的一种纱线张力传感器的实现方法，其特征在于:数控电位器网络的电阻阻值比的调整是通过MCU进行的，并且要使得线性霍尔传感器的输入为零时信号叠加电路的输出为零。
全文摘要
本发明涉及一种纱线张力传感器系统及实现方法，现有的张力传感器价格过高，精度不够，抬高了纺织机械的价格和降低的纺纱的工作效率，本发明包括电线性霍尔传感器、程控放大器、霍尔信号偏置电路、数控电位器网络、MCU、信号叠加电路和低通滤波电路，线性霍尔传感器的输出端与程控放大器连接，霍尔信号偏置电路与数控电位器网络连接，MCU的放大倍数控制端与程控放大器连接，MCU的偏置调节输出端与数控电位器网络连接，程控放大器与信号放大电路的反向放大输入端连接，数控电位器网络与信号叠加电路的正向放大输入端连接，信号叠加电路与低通滤波电路连接。本发明的纱线张力传感器提高纱线张力传感器精度，降低纱线张力传感器成本。
文档编号G01L5/10GK103115715SQ201310025268
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者高明煜, 黄继业, 黄健, 何志伟, 曾毓, 吴占雄, 马国进 申请人:杭州电子科技大学