CN1033080A - 纺织机械用供线设备中的供线监控装置 - Google Patents

Abstract

一种纺织机械用的供线设备中的供线监控装置， 设置有两个测量电路。其中一个用于对与线滑动结 合的旋转部件(如供线轮)的转动信号进行处理；另一 个用于测量一个与该供线设备相配置的调节电路的 标定值发间器所设定的线张力标标值。两个测量电 路都设有显示装置，它们直接以线长度和/或线运行 速度亦即线张力的单位分度，第一和第二测量电路的 输出信号输入到这些显示装置。

Description

本发明涉及到纺织机械用供线设备中的供线控制装置，该供线监控装置特别设有一个无滑动地传送线的驱动供线滚轮。

例如在多系统园形针织机中，为了获得较高均匀性的产品，至少在机器安装时必须控制各单个针织系统中单位时间内的线供应量，也就是控制线的速度，以保证在所有的针织系统中能以同样的线供应量加工。为此在实践中使用了一系列所谓线运行测量器，具有代表性的是作成小传感轮式的传感器进行工作，这种传感器轮依靠欲测量的运动中的线的摩擦驱动。这种类型的线测量根本的缺点在于，特别在易断的线的情况下，当传感小轮耦合或脱开时存在有断线的危险。而且这种测量的准确性等与线的种类、并在一定程度上与线的张力有关，在当线张力很低时，测量结果与实际值具有相当大的偏差。最后，当线运行速度随时间迅速改变时，例如当园形针织机是以环形装置加工时，即不再可能进行测量。然而对于多数测量来说，特别是当为机械的线供应装置时，这样的测量装置在实践中准确度是足够的。

美国专利US-PS3858416公开了一种供线装置，该装置具有一缠绕以多层线并无滑动带动的供线滚轮，此滚轮由一个小电动机驱动，其转速按照线张力或特性的作用，由电动机输入电流脉冲进行调节。为此目的提出了一个调节电路，该电路具有一检测由供线滚轮送出的线的张力的线张力传感器，该传感器发出表征线张力实际值的电信号，此信号与一可予设的以一标定电压表示的线张力标定值相比较。这种调节电路可以有选择地变换成这一形式，即以检测园形针织机的针筒的转速传感器的输出电压来替换上述标定电压值，将此输出电压与经过相应变换的一个与该电动机相连接的测速发电机的输出电压相比较。以这样一种方式就可能使得供线盘的转速与园形针织机的机器转速保持同步。因为这种与该电动机连接的测速发电机是一种增量传感器，其输出信号是一系列脉冲，通过一频率/电压转换器将此脉冲序列转换成模拟电压，这就使得可能利用此测速发电机的脉冲输出信号来测量由供线轮出来的线的长度或速度。这种与供线轮驱动电动机连成一体的测速发电机的使用不仅花费大，而且通常也是不希望的，因为此时与供线轮连接的运行系统的惯性质量增大了，结果是对整个调节系统的调节特性能产生不利影响，而使得有时不再能快速反映连续的线张力变化。

本发明的任务是，在一种这样的电气控制的供线装置中无须附加花费但不损害供线装置的功能的条件下，提供一种准确地连续监控供线过程的可能性。

为此目的，按照本发明使得前面所说的装置具有这样的特征，即它设置有一对做成步进电机的供线轮驱动电动机的步进频率或由其导出的频率、和/或一个与线无滑动耦合的无接触检测传感器的转动部件的输出信号或由其导出的信号进行处理的第一测量电路，和/或对为该供线装置配置的调节电路的标定值发生器所校正的线张力标定值进行测量的第二测量电路;而第一测量电路用于产生表征步进脉冲数和/或该转动部件的增量转动的脉冲频率信号，第二测量电路则用于给出表征现有线张力标定值的脉冲频率信号;同时设置了直接以线长度和/或线的运行速度亦即线张力的单位进行分度的显示装置，并将第一或第二测量电路的信号输入到此显示装置。

因为要监控供线进程，供线装置的步进电机的调节电路中本来就要对所产生的信号或者传感器输出信号进行处理，所以新的控制装置就不必触动供线装置本身。此控制装置通过它的显示手段可以持续精确的监控线供应进程，而不必为此动用许多专门仪器。这种由传感器检测的转动部件可以是例如供线轮自己，或者是与运行中的线无滑动耦合的信号传感器部件。

在一优选的实施例中，此第一测量电路具有至少一个脉冲频率计数器，脉冲频率信号被传送给此计数器，同时它还与显示装置的控制电路相连接。因为例如这种通过供线轮不打滑地传送线的步进电动机的步进频率是直接与单位时间供线量成比例的，或者这转动部件与线无滑动地耦合，因此频率计数器就给出了单位时间内供线量的准确测量。

在第一测量电路具有一与脉冲频率计数器串接姆制灯魇保湍苁沟缏反蟠蠹蚧４朔制灯魇且桓瞿芨菀蠹右缘髡姆制灯鳎ü梅制灯髋渲靡桓鲇醒≡竦厣瓒ǚ制当鹊淖爸茫梢院芗虻サ囟韵允咀爸眉右圆煌姆侄龋ɡ纾?分或码/分）。同时，为了简化操作，对每一设定的分频比都配置有显示。

因为用于一个非整数分频比的分频器的成本特别高，所以最好能采取这样一种配置，即将分频器作成仅能调节整数分频比，而显示装置的显示值则是在予先给出测量误差范围内的近似值。借助误差观测，可以将这一测量误差范围设计得很窄，以使这种利用每一整数分频比可达到的测量值的显示精确度，对于实际需要是足够的。

此外，这一脉冲频率计数器还可以具有一个为予设一基本上可调的门时间的装置，由此例如即可对显示装置重新分度。

为了能检查监控装置的规定功能，可为此脉冲频率计数器配置一个可选择地接通的测试频率源。

在多系统园形针织机中必须保证的是，在生产光滑产品的正常运行时，各单个针织系统中应处理相同数量的线。特别为了调整的目的，更希望的是，在各单个针织系统中所设定的单位时间供线量，能够直接与另一针织系统的供线装置所设定的单位时间供线量进行比较，以便保证供线装置间的均衡。采用这一新的监控装置正好能实现这种比较。为此目的，该第一测量电路设有一转换装置，借此脉冲频率计数器可有选择地由计数脉冲频率或由分频器的输出频率加载。同时该装置还设有一个用于例如由机器的另一供线装置所构成的比较脉冲频率源的输入端，此比较脉冲频率源可以与转换装置相连接。这个比较脉冲频率源的输入端连接比较装置，而比较装置的输出可对显示装置进行控制。这样就可以在一供线装置的显示装置上实现与同一机器的另外的供线装置间的供线均衡情况的监视。这些比较器根据各自的目的包括有比例产生装置。如果每次被观察中供线装置的脉冲频率和与之进行比较的供线装置的脉冲频率相等，那么此频率比就是1，而显示装置所显示的值为1.00。如果两者间频率比例发生了变化，那么显示值亦随着作相应改变。一种这样简单的比较测量对于针织机、尤其是园形针织机的校准和调整具有特殊意义。而且还可在机器运行中监控运行情况。大家都知道，在机器由冷状态变为热状态时，园形针织机单位机器旋转数的线消耗量会发生很大变化。为了不必在这种逐渐加热的过程中不断地调节所有已经校准了的针织系统，例如可以将一个供线装置看做是“主导供线装置”，而将所有其余供线装置与之就供线情况进行比较。

例如在园形针织机中有时希望了解机器每转或者一定转数各单个针织机的供线量。此线量可以利用此新装置简单地作准确测量。对此最好作成这样一种设计，即第一测量电路设有一与脉冲频计数器协同作用的门电路，它予先给定一个门时间间隙，在此门时间间隙内脉冲频率计数器工作，并将此门电路设计成可由外部脉冲进行控制。为此该门电路最好能连接到一个光电信号发生器的信号输出端，此信号发生器可通过在与其作相对运动的机器部件例如针筒上作以标记进行控制。实际上可以这样实现，即将此标记、例如说一种具有光反射的条纹标记贴在运动部件上，例如贴在园形针织机的针筒上。

此外，这一门电路可以通过配置的开关装置来有选择地接通，以便能够与每一过程相适应地进行设备换接。这一门电路还可以具有显示它们每一运行状态的信号装置，此信号装置至少显示测量的开始和结束，从而可大大减轻装置的操作。

当在供线装置的调节电路中这种用于线张力的标定值发生器是一个直流电路励磁的直流扭矩传感器，而它的位置可通过调节电路的行程传感器检测时，最好能采取这样的配置，即在第二测量电路设置一个能自扭矩传感器的励磁电流或输入励磁电压得出表征线张力信号的信号处理级电路。对此较为可行的是，此第二测量电路具有一个至少能近似地模拟此扭矩传感器以及在线测量点与此扭矩传感器的输入端或其供电恒流源之间的传函数的函数发生器。

线供应监控装置在结构上也可以与供线装置本身结合在一起，即将测量电路和显示装置直接安装在供线装置的机壳等部件上。

除此以外还可以作成这样一种设计形式，其中监控装置自己可作成便携式或可组装式的结构部件，而此监控装置至少设有为连接步进电动机或传感器、或者为连接用于保持线张力稳定的调节电路的至少一根连接导线的接线装置。

这一组件还可以具有用于比较脉冲频率源的输入端的转换开关，用于选通装置的开关装置，以及必要时用于分频器信号输入端的开关装置，同时此开关装置和转换开关彼此间是互锁的，这样就可以排除误操作而避免因此产生的测量错误。

如果光电信号传感器组装在此结构部件中，就会使整个设备非当简单和容易地操作，而前面说的传感器（它最好能带有一个光笔）可经过一连接导线与每一信号输入端连接。这种光笔可以安置在供线装置上配置的一个适当孔隙中，或其支架上，由此对贴在供线轮或随其转动的部件上的、或者用其它方式激励的增量信号发生器的园盘进行检测。

附图说明本发明的实施例，其中：

图1    按本发明设计成活动部件式的装置的第一简单实施例的侧视图，图中所示为显示装置部分;

图2    图1装置的后视图;

图3    图1装置的第一测量电路的方框图;

图4    图1装置的第二测量电路的方框图;

图5    与图1装置连接装配后的供线装置的透视示意图;

图6    图5供线装置的调节电路方框图;

图7    按本发明设计成活动部件式的装置的第二实施例的侧视图。图中所示为开关装置、转换开关和显示装置;

图8    图7装置的第一测量电路的方框图;

图9    与图7装置连接配置的、可直接测量供线速度的信号传感器的部分透视示意图。

图1至图4中详细说明的供线监控装置是设计成与图5、6所示基本结构的供线装置配合使用的。

该供线装置具有机壳1，它设置有一个用来固定到一个图中未作更多说明的园形针织机的座环上的支架2，在此支架中还配置有亦未作详细说明的为机壳1内部的电气和电子部件所设的接线装置。由图6可看到，在机壳1的上部装置着一个步进电动机3，此电动机的轴穿过机壳前壁上适当的孔带动一个固定在该轴上的线轮4。此线轮4由一个安装在轴上的轮壳5和一些与该轮壳5端侧连接的、基本呈U形的金属环6组成。金属环6中的每一个都有一个与轴基本平行的线支承部分7和与其相连接的导引斜杆8。构成供线部件的还有被用作供线滑轮的线轮4，它构成固定在机壳1上的线导引部件。此线导引部件由一固定在机壳上的支架9上设置的导入孔10、一个装设在机壳前壁上邻近线轮4的线导向钩13、和两个位于线轮4的线出口侧在机壳1上设置的孔14、15组成。

来自未作更多说明的线源，例如一个线轴的线16通过进入孔10，经一在支架9上配置的可调节的线转盘制动器17和换向钩13而到达线轮4的线环6的导引斜杆8的区域内，在金属线环6的线支承部分7上移动形成线匝，并积聚成一定数量线匝的线圈，这些线圈与较窄的支承范围7共同保证了在线轮4上与线16基本上无滑动的同步。

线16由线轮4上形成的线圈出来经过第一固定输出线孔14，由此经过在一构成可移动的线导向部件的导线臂20端部的一个线孔18，导线臂20的另一端在机壳1上作可摆动的支承。线16从线孔18回到第二固定线孔15，此孔位置稍低，但在侧面直接靠近第一线孔14。从第二线孔15出来的去到图中未作表示的需用线的场所，就针织机来说，就是去到一针织部件的针的部位。

在线轮4的输出侧，设有线孔18的可摆动地支撑着的导线臂20在固定线孔14和15之间形成基本呈V形的线延伸运行路径，它表征一种线的储备，其储备量决定于导线臂20的角度位置。

在机壳下部21的前壁上固定有一较小的直流电动机22（图6），此电机的轴通过机壳前壁上一个适当的孔伸出来，其上面装设一基本呈L形的操纵杆23，它的一端面对着导线臂20而支撑着，藉此可使其作按图1所示方向的逆时针摆动。

在此优先采用称之为钟式转子电动机的永磁直流电动机22起着扭矩传感器的作用，也可以动圈式测量仪等类似测量仪器构成扭矩传感器来代替。它形成一个电磁式线张力标定值发生器，经过操纵臂23在导线臂20及其孔18上施加一个可准确调节的力的标定值。此标定值的力与通过孔16施加给线的、与线张力有关的拉力的方向相反，就是说如图1所示此标定值力指向左。

导线臂的轴19连接一个光电信号传感器24，用以监测导线臂20的角位置，并发出表征这一角度及上述线储存量的电信号。

此信号传感器24由发光二极管25和一个位于此发光二极管光路上的光电晶体管26组成，两者都装在固定于机壳上的支架27上。安装在导线臂20的轴19上的遮光盘28其边缘或多或少地伸出到如此构成的光栅的光路中，由此边缘实现一种恰当的函数功能，最好是一种指数函数。

随着导线臂20的摆动，在光电晶体管26的输出端出现一个模拟电信号，它表征通过遮光盘26的轮廓所给出的相对于导线臂20的角位置的恒定的函数关系。

这种导线臂20的摆动运动在两个转动方向以两个挡销29、30限位。如果没有发生线减少的情况，导线臂20就位于左边挡销29附近;随着线进给速度不断增加，亦即随着线轮4的转速不断增加，在不能达到正常运行时，该导线臂20就向右靠向另一挡销30运动。只在有干扰的情况下导线臂20才到达挡销29或30。

用于驱动线轮4的步进电动机3的电路和用作标定值传感器的直流电动机22的电路，在图6中说明其基本结构。

这一电信号传感器24的光电晶体管26发出的表征导线臂20的角位置的模拟信号，经由低通滤波器49和电压跟随器31供给调节电路32。调节电路32处理该信号，并在输出端产生具有一定脉冲重复频率的频率信号，此信号以33表示并被输入到控制电子电路34，此电子设施经过一个接在后面的功率输出级35向步进电动机3发出一个相应的步进脉冲序列形式的调节信号。低通滤波器49从信号传感器24送出的模拟信号中滤掉高频干扰信号，电压跟随器31则在输出侧以相当低的输出阻抗提供一与导线臂20当时的角位置相关的信号电压电位。这一电位被分配到电路32中的一个主要由两个积分器36、37组成的电路装置，此电路具有被调谐到步进电动机3的现有启动和停机特性的时间常数，并由此使得在步进电动机3启动和停机时频率信号33的瞬时频率改变能保证使得负载有线16和线轮4等的步进电动机跟随这一频率变化。

当步进电动机3启动时，用线机械可以由线储备获得其对线的需求，同时线张力通过直流电动机22的与调节角无关的标定值扭矩总是保持它们的标定值。在此期间，步进电动机3使线轮4在一定时间内加速到相应于所要求的线运行速度的转速，这一时间的长短通过启动特性曲线确定，并保证步进电动机3与频率信号33保持同步。

积分器36限制步进电动机3启动时的频率改变速度，而通过积分器37将这一频率改变速度限制在步进电动机3的输出特性之下一定的值，以使其一直到停止状态都能严格跟随频率信号33的频率改变。

这一由积分器36、37构成的电路后接二极管组38，其输出端经低通滤波器39与电压/频率转换器40相连接，此转换器给出频率信号33。该二极管组38组成一阀值电路，该阀值电路阻止低于下阀值的信号电压进入电压/频率转换器40。否则的话，这种低电压信号将会带来短时产生步进电动机3所不允许的低频频率信号的后果。低通滤波器39阻止电压/频率转换器40产生的干扰信号，在此转换器的输出端具有零位抑制作用，并具有一个其斜率可改变的特性曲线，其目的是由此能恰当地设定导线臂20的角位置，并因而能针对一定的不变的线运行速度设定线储备的多少。

由电压跟随器31发出的模拟电压信号此外还经过一电位计41输入到一个微分元件42，进行微分。微分元件42的输出经一加法元件43和一电压跟随器44与第二电位计45连接，由此电位计可能调节直流电动机22施加的转矩的大小，并因此而调节线张力的标定值。

电位计45连接到一个恒流源46的调节输入端，此恒流源经功率输出级44供给直流电动机22以恒定的励磁电流。

这种电调节供线装置按如路绞焦ぷ鳎?

当出现调节偏差、例如线消耗量减少时，导线臂20开始由它的标定角位置移动，以使输入给电路32的模拟电压信号作相应的改变。由此，电路32产生的步进电动机3的相应的脉冲调节信号33也要作相应的改变，以使步进电动机3改变它的转速，因此也就改变供线速度，直到又达到稳定状态。这时导线臂20占据一使线拉应力与操作臂23施加的标定值力处于平衡状态的确定角位置。因为这一标定值力与操纵臂23和导线臂20的角位置无关地保持一常数，所以在每一种供线速度、亦即在调节范围之内每一单位时间消耗量处于稳定状态中的线张力保持不变。此调节器起积分作用。

通过一隔离元件48和一加法器43，还可由一个外部信号源、例如一个园形针织机的所有的或一定数量的供线装置的中央调节装置将一外部调节信号经由电位器45送给恒流源46的调节输入端，从而可实现对直流电动机22扭矩、因而亦即对线张力进行遥控。

为了能对由所述供线装置单位时间的供线量、亦即针织点的线运行速度和被调整的线张力，以及必要时对在一定时间内的供线长度不断地进行监控，设置了一个电子控制装置，此装置的细节在图1至图4中进行了说明。此装置被作成活动式或可装配式的独立结构部件，被安装在图1、2中所示正视和后视图的机壳50中。此机壳的背面（图2）按装着接线装置的二个测量插座51、52。它的用作信号输入端，通过可插入的连接导线与图6中所示的供线装置的调节电路的两个对应测量插座53、54相连接。插座53连接到步进电动机3的输入端，并由此提供表征步进电机3的步进频率的脉冲信号，此脉冲信号被送到监控装置的插座51，而另一插座54则经恒流源46和功率输出级47被连接到直流电动机22的输入端，并将一表征其总是被调整为恒定的直流励磁电流的信号输入到监控装置的插座52。另外，插座53还可以直接配置在电路32的输出端，以便传送同样也表征步进电动机3的步进频率的脉冲信号33。

在机壳50内座板上相应地配置着第一测量电路55（图3）和第二测量电路56（图4），它们的输入端与第一和第二插座51、52相连接，其中第一测量电路55用于供线量或线运行速度的监控，第二测量电路56用于线张力监控。

第一测量电路55含有一脉冲频率计数器57，其一个输入端58经转换开关59可以有选择地直接与插座51或一分频器60相连接，此分配器在另一侧与插座51相连。此分频器60是一种可调分频器，但只能作整数分频比调节。一编码电路61用来进行这种调节，它具有一个用于显示每次所调定的分频比的数字显示装置62。在图示转换开关59的位置“a”，分频器60处于插座51和脉冲频率计数器57之间。在转换开关59的另一位置“b”，脉冲频率计数器57的输入端58直接与插座51连接，向其第二输入端63则与另一插座64连接。该插座64用于连接一个比较脉冲频率源，例如园形针织机的另一供线装置。插座64通过相应的连接电缆与插座53相连，以便使它接收来自另一供线装置的步进电动机3的步进脉冲信号。

脉冲频率计数器57的输出边经过一电子控制电路65与LCD或LED数字显示装置66连接，它们可以如图1所示由机壳50的正面读数。

在脉冲频率计数器57中设有一测试频率源，它通过图3中所示的转换开关67的开关位置被接通，使显示装置66显示数字10000000（相当于10MHZ）。在转换器67的另一个位置，测试频率源断开，脉冲频率计数器57对通过其输入端58、63输入的步进脉冲信号进行处理。

测量装置55、56的电源是由标注68的直流电源，经由一个可在机壳外侧（图2）操纵的设备开关69供给的。在当电源接通时，有电源控制监视灯70指示。

第一测量电路工作过程如下：

线16经过线轮4由步进电动机3基本上无滑动地传送，这就是说，单位时间内的实际线传送量直接与步进电动机每秒的步进数、亦即其步进频率成正比例。

假设，线轮4每转一周供应0.2米长度线（经验表明，其因线张力和线类型不同改变甚微），步进电动机3每半步的步进角为1.8°，当步进频率为5000HZ时，单位时间实际供线量即为

(0.2m×1.8°×5000×60)/(S360°) ＝300米/分

由此可见，只要简单准确的对步进频率计数，即可确定单位时间的线传送量。同时可以由对脉冲计数来直接确定予先规定的较长时间内（例如进入圈边运行时）所需的线量。

在显示装置66上可以直接显示步进电动机3的步进频率，不过这只有在特殊需要时才使用。实际上，此显示装置66是这样分度的，即可直接显示单位时间的供线量，亦即以米/分为单位显示线运行速度。

为了能直接以通常的单位（如米/分或码/分）显示单位时间的供线量，设置了一个分频器60及与其相配置的分度转换开关61。此分频器60通过分度开关61作整数分频比调整，来得出在予定误差范围之内的实际近似显示值。在前面给出的实施例中，步进频率为5000HZ时，供线量为300米/分，为得到准确的显示值，必须将分频器60调整到 5000/300 ＝ 5/16.666 。因为作非整数的分频，所需的电子线路成本很高，实际上分频器60是藉助一编码开关61被调整成17分频。这就是说将存在这样的误差，即当在前述实施例中，供线量为300米/分，而所得显示值仅为 5000/17 ＝294.11米/分。这样所得的测量误差的数量级为2%。

否则也可以对线轮的直径加以适当选择，以使得在所采用的整数分频比时可得到零测量误差或可以忽略的极小测量误差（在此实施例中，例如线轮4每转的供线量为0.1962米的情况）。

要转变为其他的显示值测量单位，只需相应地调节编码开关61，此时调节可以利用显示装置62进行监视。

根据调节和读数类别，在大约一秒的测量时间之后，在显示装置66上将读到以下的数值：

a）转换开关67置于“测试”位置：10.000（相当于10MHZ）

b）转换开关67置于“运行”位置，转换开关59置于“b”位置：步进电动机3的步进频率（HZ）

c）转换开关67置于“运行”位置，转换开关59置于“b”位置：单位时间供线量（米/分）

在转换开关59处于位置“b”，并经由插座64连接到另一供线装置的步进电动机3的输入端时，经过输入端58、63输入脉冲频率计数器57的步进频率，在此脉冲频率计数器57中通过求商电路互相进行比较。若两个频率相等，显示装置66即显示1。若两个被测频率间的比例关系发生变化，则显示值亦将作相应改变。

这种比值测量在调整中，特别是对于多系统的园形针织机来说，具有特殊意义。可以借助于电子供线装置和第一测量电路55，在最先已被校准了的正确的线入口点（针织系统）与每一欲进行调节和校正的线入口点（针织系统）之间进行这种简单的对比测量。并且还可作持续监控。

同时，图4所示的第二测量电路56提供正运行中的线的线张力显示值，此线张力值在一LCD显示装置71（图1、4）中显示，在此也可以代之使用一种模拟仪表。显示装置71直接以线张力单位如“克”或“毫牛顿”进行分度。

线张力的测量的出发点是这样的，即直流电动机22的直流励磁电流与加于操纵臂23上的扭矩成比例，所以即以此来描述被调节的线张力标定值的大小。但这一励磁电流无法简单地测量，因为它的数量级很小，而且由恒流源46出来经过功率输出级47后所得到的是一个具有约为25KHZ拍频的脉动电流。由于这一原因，在第二测量电路56中经由插座54、52接入了一个作电压/电流变换器作用的恒流源46的输入电压，此电压与所给出的恒定电流成比例。此电压加在一个倒相级73的集成电路72的反相输入端上，其输出经过电阻74和一个晶体管T1与集成电路75相连，此集成电路75是函数发生级76的一个部件，其输出77经过相应的控制电路控制显示装置71，此显示装置被分度在（例如）0-10克的分度范围。

之所以需要函数发生级76，是因为虽然在恒流源46的控制电压与直流电动机22的励磁电流之间存在着线性关系，然而在这一控制电压与导线臂20的端部设置的线孔18处产生的线的拉力、因而亦即线张力之间，却并非线性函数关系。这起因于线与导线臂20的孔18之间的摩擦力与线张力有关，以及直流电动机22可能的传输函数带有额外的非线性。函数发生级76具有一基本上是一段三角函数的传输特性曲线，并且可以近似地以指数函数来描述。

分压器79、80可以从输入上以修正系数来对函数发生级76和显示装置71发生作用，以补偿例如在应用具有极不同的摩擦值的线团时出现的、或者是因线运行路径改变等等引起的偏离各自已调准的基本值的偏差。

第二测量电路56的供电是由电源68在标明78处实现的（图3）。

通常第一测量电路55的脉冲频率计数器57还具有一可调节的门时间，这使得可能对显示装置66重新进行分度，或进行对一定时间之内所供线的长度测量。

图7、8作出了经过改进的新的实施例装置，其突出之处在于它的附加功能和应用可能性。这一方案不仅能测量和显示供线装置单位时间的供线量或步进电动机3的步进频率，而且还能实现园形针织机每一机器转数供线量的测量。同时，该装置还能保持图1至6中所述第一实施例的比较测量的可能性。

图7所示仅是该装置机壳50的附视图。在外形上它被作成便于用一只手握住的长方形体，以便能应用这种手提式仪器方便地对机器直接进行测量。通过按下在电气上互锁的按键81、82、83中的一个，就可将此仪器调节成每一测量功能。

键82的作用是使仪器用于测量单位时间的供线量（以米/分或英吋/秒为单位）。同时根据对仪器的连接，可以实现或者间接对驱动每一供线装置供线轮的步进电动机的步进频率、或者对用来检测与线无滑动耦合的运动部件传感器的输出值的大小、或者直接对具有一与运动着的线无滑动耦合的传感器轮的信号发生器的测量。

按下键81，可以测量一规定时间间隔、例如机器转一圈的时间内的供线量。

最后，按下键83，仪器就被转换到线量比较测量状态，对例如同一园形针织机的两个针织系统的供线量直接进行比较。

同时，测量也可以象关于键81所说明的那样，以操纵键82、83来间接或直接地进行。

为了能有选择地进行这些不同的测量，第一测量电路55作成基本上如图8所示的结构;而用于测量线张力的第二测量电路则与前面介绍的实施例相同，因而图8中没有再作出。脉冲频率计数器还是以57表示，它通过调节装置65对由机壳50正面可以读数的LCD或LED数字显示装置66进行控制。被串接到脉冲频率计数器57的分频器60，前面已就目的作了说明，这同样也运用于所设置的带有指示器62的分度开关61和脉冲频率计数器57中的组成测试频率源的转换开关67。

脉冲频率计数器57的第一输入端58与一“或”门84相连接，而其第二输入端63则直接连接到用来接通一比较脉冲频率源的测量插座64上。“或”门84的两个输入端与两个“与”门85、86的输出相连接，其中“与”门85在输入侧与分频器60和键82连接。当操纵键82时，在“与”门85的第二输入端出现一个例如5伏的正电位。分频器60的输入端与插座51和第二“与”门的一个输入端连接。“与”门86的第二输入端与键81相连，当操纵键81时，在此输入端加上一例如5伏的正电位。“与”门的第三输入端通过二极管87与键83连接，当操作此键时，就可在该第三输入端加上例如5伏的正电位。

键83与81之间接有一与二极管87平行配置的导通方向相同的二极管88。此外，在“与”门86的第二和第三输入端之间有一个门电路，它使得在操作键81时，只有在由该门电路所给出的一个门时间之内，脉冲频率计数器57才工作，就是说，只有在这一由外来门脉冲限定的门时间期限内才对输入第一测量电路的脉冲信号进行计数。

此门电路具有两个双稳D触发器89、90，其两个输入端和两个输出端分别标以CK、D和Q、 Q，而其复位输入端则标以R，其置位输入端S始终接地。这两个触发器89、90是这样连接的，即触发器89的 Q输出端与第二触发器90的时钟脉冲输入端CK及第一触发器89的输入端D相连;而两个触发器89、90中的每一个输出端Q都带有一发光二极管91和92，它们与接在触发器90输出端 Q的第三发光二极管93全部可由仪器的机壳50的正面（图7）看到。三个发光二极管91-93的另一端通过电阻94接地。

触发器89的输入端CK与一“与”门95的输出端相连。“与”门95的第二输入端与（发光二极管93及）触发器90的输入端D和输出端 Q相连，其第一输入端通过一自动信号电平校正和触发信号生成级96连接到一个反射式光栅97的光电传感器。

此反射式光栅97含有一红外二极管和一光电接收二极管，它们相互间在空间上如此配置，即借助设在该反射式光栅97的发射光路上的大约相距10～40mm的一个简单的光反射器98（镜面、金属表面、透明胶带等），能获得足以触发后接的信号生成级96的信号电平变化。这一附属的自动电平校正级对于测量点的光强关系将自动进行匹配，以使得能在很强的（不变的）外来光线的条件下，保持所需的跃变、即灵敏度。这一自动电平校正和触发信号形成级96包括有一个微分元件，通过此微分元件来得到送给“与”门95第一输入端的每一触发脉冲。

通常，至少此反射式光栅97的发射二极管和接收二极管要以图7所示方式设置在仪器机壳50一端的一个透明罩盖的后面，以便能依靠在临近仪器机壳50的恰当地点设置在例如一个园形针织机的针筒上的反射器98产生触发信号。

此二触发器89、90的两个复位输入端经由一带有电阻100、101的电阻型分压器和一与电阻100并联的电容99连接到键81上。

上述这一电路工作过程如下：

现在假定要测量一园形针织机针筒每单位转数为一针织系统提供的线量。此园形针织机如同图5、6中所示那样，装备有电子供线装置。适座51经过适当的连接导线与此供线装置的电调节电路的插座53按图6的方式连接，从而就经过插座51输入一个表征步进电动机3的步进频率的脉冲频率信号。按下标有“mm/U”（mm/转）和“lnch/rev”（时/转）的键81。在园形针织机针筒上粘贴一带有记号的光发射条带;将仪器机壳50保持与该光反射带相距10～40mm。此光反射带即构成了反射器98。

当按下键81时，并同时操纵开关102，就经过一图中未作出的连接电路将装置的全部电路的电源接通。同时经过电阻100和电容器99，键81的输出就促使触发器89、90的复位输入端R短时作用，而使此二触发器复位。在复位状态下，二触发器89和90的输出端Q呈L（低）电平，输出端 Q为H（高）电平。这就使标有“调整”的发光二极管93点亮，而另外二个标有“计数”或“闭锁”的发光二极管91、92无反映。此外，“与”门95的第二输入端处于H电平。

“与”门85是闭锁的，因为其第二输入端因键82未动作处于L电平。另一“与”门86的第一输入端通过插座51输入步进电动机3的正步进脉冲，而其第二输入端因键81的作用保持为H电平。因二极管88而使“与”门86的第三输入端暂时为L电平，因而使它处于闭锁状态，这就使得经由插座51来的步进脉冲无法到达脉冲频率计数器57（它本来是要在这里进行计数的）。因此，脉冲频率计数器57即不起作用。

现在，如果反射器98的一个适当标记经过反射式光栅97时，它就发出对应的脉冲，这就使得在自动电平校正和触发信号形成级96的输出端出现一个触发信号上升边沿。由此将先前闭锁着的“与”门95打开，并将此触发信号上升边沿到达第一触发器89的时钟输入端CK，而使其翻转。此时，触发器89的输出端Q成为H电平和输出端 Q成为L电平。由此而使第二发光二极管91“计数”点亮。

同时，“与”门86的第三输入端也成为H电平。这样，经插座51输入的步进、或普通计数脉冲就被送到“或”门84的第二输入端，而且还将这一计数脉冲传送给脉冲频率计数器57的第一输入端58。

这样，脉冲频率计数器57就开始工作，对输入的计数脉冲进行计数。

一个由对反射式光栅97的反射器的对应标记的另一次反射而产生的下一个触发脉冲，将第一触发器89的输出端Q置为L电平，其输出端 Q成为H电平。这使得第二触发器90翻转，使其输出端Q成为H电平，输出端 Q成为L电平。结果，标记为“闭锁”的第三发光二极管91点亮，而两个至少一直亮着的发光二极管91、93（“计数”和“调节”）熄灭。此外，由于第二触发器90的输出端 Q为L电平，而阻止另外的触发脉冲通过“与”门95。因为第一触发器89的输出端Q成为L电平，因此“与”门86也被封锁，这样就不会有继续来自插座51的步进、或计数脉冲能到达脉冲脉率计数器57。

由此脉冲计数过程结束，而显示单元66即直接以mm/U或lnch/rev为单位显示在两个相继的触发脉冲之间、亦即例如机器转一圈的时间内的供线量。

要使所述计数过程重复，就需再一次按一下键81。

可见这种测量过程十分简单，操作方便。在园形针织机被接通，并将仪器机壳50置于距位于针筒上的光反射测量标记10～40mm处之后，仅仅需要按下键81，使发光二极管93“调节”点亮，这就表明仪器已准备好测量。此时，只要测量标记一经过测量仪器，第二发光二极管91“计数”即点亮，表明测量开始。在机器正好转一圈或测量标记第二次通过之后，第三发光二极管92“闭锁”被点亮，其余两个发光二极管91、93熄灭，表明测量过程结束。

如果要利用此测量装置作供线速度（例如米/分）测量，就按下键82。这使得“与”门85的第二输入端成为“H”电平。经由插座51输入的步进电动机3的步进脉冲被送到分频器60的输入端，正输入脉冲经“与”门85和可通过的“或”门84到达脉冲频率计数器57，在那里计数。此脉冲频率计数器57与前述第一实施例一样，具有一个标号103的附设有分频级的石英晶体振荡器，该分频级用以正确调整脉冲频率计数器57的可予先选择的门时间。在现在这一情况下，此门时间被调整为1秒。显示器66则如前述一样，直接显示线运行速度（如米/分）。

在这种测量中，“与”门86是闭锁的，因为其第二、三输入端都一直保持在L电平。

如果要利用此测量装置进行供线速度间、例如同一园形针织机的两个针织系统的供线速度之间的比较测量，就按下键83。这两个彼此要进行比较的供线装置的步进、或计数脉冲被送到两个测量插座51、64，其中插座64直接与脉冲频率计数器57的第二计数输入端63相连接。“与”门85是闭锁的，因为其第二输入端由于键82未动作而处于L电平。经由插座51输入的正计数脉冲经过导通的“与”门86和被打通的“或”门84到达脉冲频率计数器57的第一计数输入端58。这样“与”86即成为导通的，因为其第二、三输入端由于二极管88、87和键83而具有H电平。正如第一实施例中已经说明的那样，脉冲频率计数器57中的求商电路对由插座51、64输入的这两个脉冲频率信号的频率进行频率比较测量。

附带还应注意到，此脉冲频率计数器57被设计得能够作事件计数、频率测量和频率比较测量等功能间的转换。每种操作都是通过电子转换开关104自动地随键81、82、83中的一个的动作进行控制的。为此，这一转换开关104的输入端105，即“事件计数”，连接到键81的输出端;其输入端106，即“频率测量”，连接到键82的输出端;它的输入端107，即“频率比较测量”，则连接到键83的输出端。

一般说来，这一测量仪器可以通用地作为前已说过的第一测量电路，用来处理来自某一对运行中的线作直接或间接检测的传感器或测量值发生器的脉冲频率信号。

图9说明一个这种直接测量运行中的线的测量值发生器的例子。

运行着的线16缠绕住一个旋转支撑着的传感器轮110，与之作无滑动耦合。该传感器轮110与一个例如作成扇形盘外形的测量盘111刚性连接。采用一个V形光栅112来检测该测量盘111的亮/暗表面。由此V形光栅112发出的输出信号输入到一个信号处理级113，该信号处理级把经它处理过的信号送入一脉冲形成和倍频级114，由这里产生的表征测量盘111的增量转动的计数脉冲送入图8中的第一测量电路的测量插座51或64。通常此传感器轮110也可以是另一种设在线运行路径上与线无滑动耦合的旋转支撑部件，例如一个机械供线装置的供线滚轮。在这种情况下，可以设想为在该供线滚轮或与其刚性连接的转动部件上粘贴一个由不干胶薄膜作成的测量盘111，由此来对旋转运动增量、因而亦即对线运行速度进行测量。代替这种V形光栅112，亦可以采用一种所谓的光笔，它原则上由与反射式光栅97相似的反射式光栅组成，经过其后面配置的信号处理和脉冲形成级供给第一测量电路以适当的输入频率信号。如果采用这样一种光电笔，可以作这样的配置：即例如在供线装置的一个支架或机壳中，为此光笔设置一个合适的固定孔，将光笔安装在此孔中，然后它即能对带有以均匀角位移涂覆的标记的测量盘111进行光学检测。

一般说，第一测量电路的反射式光栅97也可以从机壳50中分离出来，或者作成可由其中取出的部件，这就要设置有如图8中的标号为116的插入接头以及在必要时的适当的连接导线。

Claims (23)

1、一种纺织机的供线设备中的供线监控爸茫霉┫咦爸锰乇鹁哂幸晃藁卮拖叩墓┫咔雎郑涮卣髟谟冢?

该监控装置具有一个对作成步进电动机(3)的供线滚轮(4)的驱动电动机的步进频率或由其导出的频率、和/或一个借助与线无滑动地耦合的作无线触检测的传感器(112)的旋转部件(111)的输出信号或由其导出的信号进行处理的第一测量电路(55)，和/或一个对与该供线装置相配合的调节电路的标定值发生器(22)的被校正的线张力标定值进行测量的第二测量电路(56)；所述第一测量电路(55)发送表征步进脉冲数、和/或所述转动部件的转动增量的脉冲频率信号，所述第二测量电路(56)发送表征当前线力标定值的脉冲频率信号；同时还设置有显示装置(66、71)，直接以线长度和/或线运行速度亦即线张力分度，并输入所述第一或第二测量电路(55、56)的信号。

2、按权利要求1中的装置，其特征在于：所述转动部件是供线滚轮（4）。

3、按权利要求1中的装置，其特征在于：所述转动部件是一个与运行中的线无滑动地耦合的信号发生部件（110、111）。

4、按前述任何一个权利要求中的装置，其特征在于：所述第一测量电路（55）至少具有一脉冲频率计数器（57），所述脉冲频率信号被输入到所述脉冲频率计数器，所述脉冲频率计数器还连接有所述显示装置（66）的一个控制电路（65）。

5、按权利要求4中的装置，其特征在于：所述第一测量电路（55）具有一与所述脉冲频率计数器（55）相串连的分频器（60）。

6、按权利要求5中的装置，其特征在于：所述分频器是一个可调节的分频器（60），它配置有一个有选择地调整分频比的装置（61）。

7、按权利要求5中的装置，其特征在于：所述分频器（60）配置有一显示当时所调定的分频比的显示装置（62）。

8、按权利要求6或7中的装置，其特征在于：所述分频器（60）仅能作整数分频比调节，所述显示装置（66）的显示值为给定测量误差范围之内的近似值。

9、按权利要求4至8中任一个的装置，其特征在于：所述脉冲频率计数器（57）具有一用来给定一可作优先调节的门时间的装置。

10、按权利要求4至9中任一个的装置，其特征在于：所述脉冲频率计数器（57）配置有可按选择接通的测试频率源。

11、按权利要求5至10中任一个的装置，其特征在于：所述第一测量电路（55）具有多个转换装置（59、82、83、104），经由这些转换装置所述脉冲频率计数器（57）可按选择由所述计数脉冲频率或所述分频器（60）的输出频率加载;所述第一测量电路（55）具有一用于一比较脉冲频率源的输入端（64）;所述比较脉冲频率源输入端（64）与所述脉冲频率计数器（57）的比较装置（63、58）相连接，所述显示装置（66）即由所述脉冲频率计数器的输出加以控制。

12、按权利要求11中的装置，其特征在于：所述比较装置具有一求商电路装置。

13、按权利要求4至12中任一个的装置，其特征在于：所述第一测量电路（55）具有一与所述脉冲频率计数器（57）协同作用的门电路，所述门电路给出所述脉冲频率计数器运行工作的门时间间隙;所述门电路可通过外来脉冲进行控制。

14、按权利要求13中淖爸茫涮卣髟谟冢核雒诺缏酚胍还獾缧藕欧⑸鳎?7）的信号输出端相连接，所述信号发生器可通过在与其作相对运动的部件上的标记（98）加以控制。

15、按权利要求13中的装置，其特征在于：所述标记（98）可以粘贴在所述运动部件、例如一园形针织机的针筒上。

16、按权利要求14或15中的装置，其特征在于：所述门电路通过所配置的开关装置（81）可按选择地被接通。

17、按权利要求14至16中任一个的装置，其特征在于：所述门电路具有指明其每种运行状态的信号装置（91、92、93）。

18、按前述权利要求中任一个的装置，其特征在于：所述标定值发生器是一个以恒定电流励磁的直流扭转发生器（22），其位置可通过一调节电路的行程发生器（24）检测;所述第二测量电路（56）具有一由所述励磁电流或与其相应的电压得出表征线张力的信号处理电路级（73、76）。

19、按权利要求18中的装置，其特征在于：所述信号处理电路级具有一至少近似地模拟所述扭矩发生器（22）和位于线（16）的检测地点（18）与所述扭矩发生器（22）的入口或其供电恒流源（46）之间的传输路径的函数发生器（76）。

20、按前述权利要求中任一个的装置，其特征在于：它可作成自身单独便携式的或者可组装式的外形结构，它至少具有多个用于至少一个和步进电动机（3）或传感器（112）作电连接、或和为保持线张力恒定的调电路相连接的接线装置（51、52、64）。

21、按权利要求5、11、16和20中的装置，其特征在于：结构部件有用于所述比较脉冲频率源的输入（64）的转换开关（59、83），用于门电路的转换开关（81），和在需要时用于分频器信号输入的转换开关（82）;所述这些转换开关之间是互锁的。

22、按权利要求14和21中的装置，其特征在于：所述光电信号发生器（97）被整体装在结构部件内。

23、按权利要求1中的装置，其特征在于：所述传感器具有一光笔（115）。

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