专利名称：一种张力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器，更具体地说，是涉及一种用于纺织行业的张力传感器。
背景技术：
在纺织行业，一个必不可少的步骤就是将许多根很细的线捻成一股较粗的线，这种设备称为捻线机，其工作的原理就是一个主电机带动主卷轮转动时带动多股细线旋转着绞成一股，并最终收到一个卷筒上。这个主电机的转速就决定了所捻成的线的绞距及松紧，特别对于一些弹力较大的线，如果转速控制不好，捻出的线基本不合格。为了达到要求，设计一种线的张力检测系统，并将张力转换成比例电压信号去控制电机转速，使张力保持在一定范围内，这样捻出的线规格一致，合格率高。如图1所示，其中21为稳压电源电路、22为控制单元简称MCU，23为电桥激励电路、24为张力电桥、25为低通滤波电路、26为信号放大电路、27为输出电路。张力电桥在一定电压激励下，收到张力产生一个微弱电压信号，经过滤波电路和放大电路放大后送至MCU和后级的输出电路，等比例输出电压信号，而经过MCU处理后的信号再反馈到激励电压上，进行线性补偿。现有的张力传感器采用张力电桥取得压力信号后，经过滤波放大补偿后输出，线性度一般控制在5%以内，温度漂移比较大，可以满足一般的捻线要求，但在不同季节里，温度不一样就要经常人工调整设置压力范围，给生产使用带来不便。因此现有技术的张力传感器存在以下缺点:1)无精确的补偿网络，线性度较差，能控制到5%以内。2)无温度补偿，或仅靠电桥本身集成的温度补偿，所以温漂较大，当环境温度发生较大变化时，会发生零点漂移和线性度变差等问题。3)电路复杂，调试依赖人工判断，误差大，一致性不好。
实用新型内容针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种张力传感器。为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:一种张力传感器，包括张力电桥，还包括集成芯片、EEPROM以及PC机，所述集成芯片分别与所述EEPROM以及所述PC机实现双向通信，所述张力电桥的输入端以及输出端均与集成芯片相连。所述集成芯片包括通信模块、逻辑控制器以及温度传感器，所述通信模块分别与EEPROM, PC机以及逻辑控制器实现双向通信，所述逻辑控制器还通过D/A转换电路与恒流激励电路相连；所述恒流激励电路的输出端与所述张力电桥的输入端相连；所述张力电桥的输出端依次通过 低通滤波电路、前置放大电路以及A/D转换电路与所述逻辑控制器相连；所述逻辑控制器还通过D/A转换电路与后级放大输出电路相连；所述温度传感器的输出端与所述逻辑控制器相连。与现有技术相比，采用本实用新型的一种张力传感器，通过集成芯片处理，集成度高，性能稳定，线性度高达1%以内，零点及线性温漂好，零点温漂保持在土 100PPM以内。这既保证可以生产出高品质产品，而且次品率低，又能方便生产，一次设定以后不需因温度变化重新校准压力。本实用新型的张力传感器具有以下的有益效果:I)对产品的精度、线性度、温度漂移等性能大大改善。2)集成度高，是产品用以小型化，应用范围大大增加。3)生产调试方便，节约劳动力资源，降低生产成本，使产品在市场上具有更强的竞争优势。总之，采用本实用新型的张力传感器中的集成芯片是高度集成的高性能单芯片系统，一颗芯片里集成前置滤波、前置放大、线性补偿、零点补偿、温度补偿、恒流恒压驱动、温度传感器、后级放大输出、单线通信、逻辑控制单元等等模块，性能稳定，精度高，带温度传感器，可实现精确的温度补偿，和外部PC可进行单线通信，调试简单方便，产品一致性好。
图1为现有技术中的张力传感器的原理示意图；图2为本实用新型的一种张力传感器的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。请参阅图2所示的一种张力传感器，包括张力电桥13、集成芯片14、EEPR0M11以及PC机12，集成芯片14分别与EEPR0M11以及PC机12实现双向通信，张力电桥13的输入端以及张力电桥13的输出端均与集成芯片11相连。集成芯片14包括通信模块141、逻辑控制器142以及温度传感器143，通信模块141分别与EEPR0M1UPC机12以及逻辑控制器142实现双向通信，逻辑控制器142还通过D/A转换电路149与恒流激励电路144相连；恒流激励电路144的输出端与张力电桥13的输入端相连；张力电桥13的输出端依次通过低通滤波电路145、前置放大电路146以及A/D转换电路147与逻辑控制器142相连；逻辑控制器142还通过D/A转换电路149与后级放大输出电路148相连；温度传感器143的输出端与逻辑控制器142相连。本实用新型的张力传感器的集成度高，所有信号放大、处理、补偿均在一个集成芯片内完成，外 围电路简单；张力电桥13，用于将张力信号转换成电信号；稳压电源电路150，用于给集成芯片提供稳定可靠的恒压电源；EEPR0M11，用于存储补偿数据的存储芯片。本实用新型的张力传感器采用恒流激励电路的恒流源为张力电桥组件提供激励，由于张力电桥的桥臂电阻的温度变化系数是一样的，这样由温度变化引起阻值变化因电流恒定而被抵消，电路的零点温漂非常小。本实用新型的张力传感器由张力电桥因感知张力变化并转换成微弱电压信号，经低通滤波电路后由增益可控的前置放大电路进行放大，通过16bit A/D转换电路转化成数字信号传送给逻辑控制器，逻辑控制器通过预存在EEPROM里的线性补偿数据和温度补偿数据以及通过温度传感器检测到的实时温度，经过特定算法计算后一方面输出控制信号调整电桥激励，另一方面将输出信号通过D/A转换电路转换成模拟电压信号，并经过增益可控的后级输出放大电路输出与张力成比例的电压信号。[0024]本实用新型的张力传感器采用外部PC机通过单线通信的方式来校准产品，免去了通过电位器进行调节的人工环节。整机组装完成后，只需轻点鼠标即可快速完成校准，给生产调试带来便捷，节省了人力资源。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都 将落在本实用新型的权利要求的范围内。
权利要求1.一种张力传感器，包括张力电桥，其特征在于: 还包括集成芯片、EEPROM以及PC机，所述集成芯片分别与所述EEPROM以及所述PC机实现双向通信，所述张力电桥的输入端以及输出端均与集成芯片相连。
2.根据权利要求1所述的张力传感器，其特征在于: 所述集成芯片包括通信模块、逻辑控制器以及温度传感器，所述通信模块分别与EEPROM、PC机以及逻辑控制器实现双向通信，所述逻辑控制器还通过D/A转换电路与恒流激励电路相连； 所述恒流激励电路的输出端与所述张力电桥的输入端相连；所述张力电桥的输出端依次通过低通滤波电路、前置放大电路以及A/D转换电路与所述逻辑控制器相连；所述逻辑控制器还通过D/A转换电路与后级放大输出电路相连； 所述温度传感器的输 出端与所述逻辑控制器相连。
专利摘要本实用新型公开了一种张力传感器，包括张力电桥，还包括集成芯片、EEPROM以及PC机，所述集成芯片分别与所述EEPROM以及所述PC机实现双向通信，所述张力电桥的输入端以及输出端均与集成芯片相连。通过集成芯片处理，集成度高，性能稳定，线性度高达1%以内，零点及线性温漂好，零点温漂保持在±100PPM以内。这既保证可以生产出高品质产品，而且次品率低，又能方便生产，一次设定以后不需因温度变化重新校准压力。
文档编号G01L5/10GK203148611SQ20132015045
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者姜春华, 彭希君, 张卫平 申请人:上海兰宝传感科技股份有限公司