一种输出可选可调的高速织机经纱张力变送器的制作方法

本发明涉及织机张力检测领域，具体是一种输出可选可调的高速织机经纱张力变送器。

背景技术：

在织机工作过程中，经纱张力的检测极其重要，张力检测不准确将会导致断经而停机，影响生产效率。目前，张力检测主要由梁式张力传感器检测，并由张力变送器将传感器输出信号转换为标准电压或电流信号输出，以便控制器接收张力信号。而目前的张力变送器一般为单纯的电压输出或者电流输出，无法根据具体需要进行电压电流输出的调节。申请号201810386846.1的文献公开了一种用于杆塔拉线张力测量仪的张力变送器，该张力变送器的电路具有高增益、可零飘校准、抗干扰性强等优点，但其输出单一，只能输出电压信号。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种输出可选可调的高速织机经纱张力变送器。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种输出可选可调的高速织机经纱张力变送器，其特征在于该变送器包括电源电路、传感器信号放大电路、输出信号转换电路、输入端子、输出端子与输出选择端子；输入端子接张力传感器；输入端子的信号输入端in+与信号输入端in-分别接传感器信号放大电路；传感器信号放大电路接输出选择端子的输出选择端；输出选择端子的电流输出选择端接输出信号转换电路，输出选择端子的电压输出选择端接输出端子的电压输出端vout；输出信号转换电路接输出端子的电流输出端iout2；输出端子的电流输出端iout1接输入端子的电源输入端vcc；当选择电流输出时，输出端子的电流输出端iout1与电流输出端iout2之间串联一个用于降压的电阻；电源模块与输出信号转换电路由输入端子的电源输入端vcc与电源地供电；传感器信号放大电路由电源模块与输入端子的电源输入端vcc供电。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1、该变送器的输出形式可以通过跳线调整转换，输出选择端子的输出选择端引脚用于实现跳线选择，方便快捷。在干扰大的情况下，可选择电流输出。在干扰小时，可直接电压输出。

2、根据不同的输入要求，可通过精密可调电位器调整该变送器的输出电压与输出电流的大小。

3、适配输入范围大，可配合多种不同量程的张力传感器，可根据传感器输入信号的大小调整放大倍数。

附图说明

图1为本发明一种实施例的工作原理流程图；

图2为本发明一种实施例的电源电路原理图；

图3为本发明一种实施例的传感器信号放大电路原理图；

图4为本发明一种实施例的输出信号转换电路原理图；

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种输出可选可调的高速织机经纱张力变送器(简称变送器，参见图1-4)，其特征在于该变送器包括电源电路1、传感器信号放大电路2、输出信号转换电路3、输入端子4、输出端子5与输出选择端子6；输入端子4接张力传感器；输入端子4的信号输入端in+与信号输入端in-分别接传感器信号放大电路2的in+引脚与in-引脚；传感器信号放大电路2接输出选择端子6的输出选择端；输出选择端子6的电流输出选择端接输出信号转换电路3，输出选择端子6的电压输出选择端接输出端子5的电压输出端vout；输出信号转换电路3接输出端子5的电流输出端iout2；输出端子5的电流输出端iout1接输入端子4的电源输入端vcc；当选择电流输出时，输出端子5的电流输出端iout1与电流输出端iout2之间根据需要串联一个用于降压的电阻，使得电流经过电阻后，电阻两端会有电压压差v＝i*r；电源模块1与输出信号转换电路3由输入端子4的电源输入端vcc与电源地供电；传感器信号放大电路2由电源模块1的vout引脚与输入端子4的电源输入端vcc供电。

所述电源电路1由电压转换器与其外围电路组成；传感器信号放大电路2由仪表放大器及其外围电路组成；输出信号转换电路3由运算放大器及其外围电路组成；所述输入端子4包括四个引脚，具体为电源输入端vcc、信号输入端in+、信号输入端in-和电源地；所述输出端子5包括四个引脚，具体为电流输出端iout1、电流输出端iout2、电压输出端vout和电源地；所述输出选择端子6包括三个引脚，具体为输出选择端、电流输出选择端与电压输出选择端；电压转换器采用icl7662芯片；仪表放大器采用ad624芯片；运算放大器采用lm324芯片；

所述电压转换器的v+引脚接输入端子4的电源输入端vcc，串联瓷片电容c4后接地；电压转换器的cap+引脚接电解电容c1的正极，电压转换器的cap-引脚接电解电容c1的负极；电压转换器的gnd引脚接地；电解电容c2并联瓷片电容c3后，电解电容c2的负极接电压转换器的vout引脚，正极接地；其他引脚空置；

输入端子4的信号输入端in+与信号输入端in-接张力传感器的差动信号；仪表放大器的in+引脚与in-引脚分别接输入端子4的信号输入端in+与信号输入端in-；增益调节电阻r2一端接仪表放大器的rg2引脚，另一端接rg1引脚(本实施例是，增益调节电阻r2一端接仪表放大器的rg2引脚，电阻调节端接rg1引脚)；调零电阻r1串联于两个inputnull引脚之间，电阻调节端接输入端子4的电源输入端vcc，电阻调节端接输入端子4的电源输入端vcc的作用是改变电阻调节端的位置可以调节输入端子4的电源输入端vcc在两个引脚上的分压，达到调零的目的；仪表放大器的ref引脚接地；仪表放大器的+vs引脚接输入端子4的电源输入端vcc，-vs引脚接电压转换器的vout引脚；仪表放大器的out引脚接仪表放大器的sense引脚，然后串联滤波电阻r7；滤波电阻r7接输出选择端子6的输出选择端，然后并联滤波电容c5，滤波电容c5接地；

输出电阻r5的两端分别串联运算放大器的out1引脚和三极管q1的基极；负反馈电阻r4的两端分别串联三极管q1的发射极与运算放大器的in1-引脚；三极管q1的集电极接输出端子5的电流输出端iout2；输入电阻r3两端分别串联运算放大器的in1+引脚和输出选择端子6的电流输出选择端；输出电流调节电阻r6一端接地，另一端接三极管q1的发射极(本实施例是，输出电流调节电阻r6一端接地，电阻调节端接三极管q1的发射极)；运算放大器的vcc引脚接输入端子4的电源输入端vcc，gnd引脚接地；其他引脚空置；

输出端子5的电流输出端iout1接输入端子4的电源输入端vcc；当选择电流输出时，输出端子5的电流输出端iout1与电流输出端iout2之间根据需要串联一个用于降压的电阻，使得电流经过电阻后，电阻两端会有电压压差v＝i*r；输出端子5的电压输出端vout接输出选择端子6的电压输出选择端；所有的电源地和芯片接地引脚共地；

电源模块1与输出信号转换电路3由输入端子4的电源输入端vcc与电源地供电；传感器信号放大电路2由电源模块1的vout引脚与输入端子4的电源输入端vcc供电。

调零电阻r1和增益调节电阻r2为阻值10k的精密可调电位器；输入电阻r3和滤波电阻r7为10k贴片电阻，负反馈电阻r4和输出电阻r5为阻值1k贴片电阻；输出电流调节电阻r6为阻值2k的精密可调电位器；电解电容c1和电解电容c2为10μf的电解电容，瓷片电容c3和c4为4.7μf的瓷片电容；滤波电容c5为1μf的瓷片电容；三极管q1为npn型三极管；

本张力变送器适用于输出为差动信号且输出信号与所受张力成线性关系的张力传感器。使用时张力变送器的电源地与张力传感器的电源地共地。

本发明的工作原理和工作流程是：

原理：张力传感器的差动信号通过输入端子4的信号输入端in+与信号输入端in-输入，经过传感器信号放大电路2放大滤波，如果通过跳线连接输出选择端子6的输出选择端与电压输出选择端，则由输出端子5的电压输出端vout输出电压信号。如果通过跳线连接输出选择端子6的输出选择端与电流输出选择端，信号就会经过输出信号转换电路3转换为电流信号，由输出端子5的电流输出端iout1与输出端子5的电流输出端iout2输出。当选择电流输出时，输出端子5的电流输出端iout1与电流输出端iout2之间根据需要串联一电阻(电阻产生压降)，电流将由输出端子5的电流输出端iout1流经所接电阻至输出端子5的电流输出端iout2。

流程：使用时，首先进行调零，在张力传感器空载时，通过调节调零电阻r1的电阻调节端的位置，改变电阻调节端与两inputnull引脚之间的电阻，通过万用表等设备检测输出选择端子6的输出选择端与电源地之间的电压，检测为0v则调零成功。之后保持调零电阻r1不变。

在信号的传输距离短的情况下，适合使用电压信号，通过跳线连接输出选择端子6的输出选择端与输出选择端子6的电压输出选择端，即可选择电压输出。当信号传输的距离较长，适合使用电流输出，则通过跳线连接输出选择端子6的输出选择端与输出选择端子6的电流输出选择端，输出端子5的电流输出端iout1与输出端子5的电流输出端iout2之间即可输出电流信号；

可根据负载即张力传感器的输出调节仪表放大器的增益大小，以使输出信号在一个合适的范围内。输出电压大小为vout＝[(in+)-(in-)]×g，其中vout为电压输出端vout与电源地之间的电压，in+为输入端子4的信号输入端in+与电源地之间的电压，in-为输入端子4的信号输入端in-与电源地之间的电压，g为仪表放大器的增益。

通过调节增益调节电阻r2的电阻调节端的位置即可调节仪表放大器的增益大小，从而调整输出电压大小，其公式为r2＝40000/(g-1)，其中g为仪表放大器的增益，r2为增益调节电阻r2连接于仪表放大器的rg1引脚与rg2引脚之间的有效电阻。输出电流调节电阻r6可调节输出电流大小，其公式为i＝vout/r6。其中i为输出端子5的电流输出端iout1与输出端子5的电流输出端iout2之间流过的电流，vout为电压输出端vout与电源地之间的电压，r6为输出电流调节电阻r6连接于三极管q1与电源地之间的有效电阻。同时调节增益调节电阻r2与输出电流调节电阻r6可更加灵活的调节输出电流。

本发明未述及之处适用于现有技术。