CN107796542A - 一种用于张力检测的侧压式霍尔传感器 - Google Patents

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许永童
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Abstract

本发明公开了一种用于张力检测的侧压式霍尔传感器，主要包括霍尔元件及处理电路模块、张力值检测模块、电源模块、磁铁、输出保护电路模块和LED显示模块；其中，张力值检测模块安装在待检测纱线卷筒的侧方，其用于检测纱线的张力值，并将其转化为对应的位移量；磁铁用于根据位移量改变与霍尔元件及处理电路模块的距离；所述霍尔元件及处理电路模块用于根据检测到的磁场强度变化值，得到输出差分电压，差分电压经后续电路处理后输出模拟量电压；所述LED显示模块与霍尔元件及处理电路模块的输出端连接，其用于接收并显示模拟量电压。本发明使用霍尔原理，根据张力的大小改变磁铁位移，引起磁场的强度的变化，输出模拟量电压。

Description

一种用于张力检测的侧压式霍尔传感器
技术领域
本发明涉及张力检测领域，具体地说，特别涉及到一种用于张力检测的侧压式霍尔传感器。
背景技术
在纺织行业中，通过采用张力传感器对纱线卷筒进行张力检测。
张力过小容易造成纱线松驰起皱，而过大则会导致纱线断裂。因此为提升产品品质及提高效率，必须对纱线的张力进行精确的在线检测与控制，以保持纱线在生产加工过程中张力的恒定。
张力传感器按工作原理又可分为应变片型和位移型。
应变片型是张力应变片和压缩应变片按照电桥方式连接在一起，当受到外压力时应变片的电阻值也随之改变，改变值的多少将正比于所受张力的大小；位移型是通过外力施加负载，使弹片产生位移，然后通过位移变化量最终检测出张力。上述两种张力传感器的缺陷在于：
1、对安装角度的要求较高，容易存在输出偏差。
2、标定过程复杂，需要调节电位器，生产效率不高。
3、使用电阻应变片，制作工艺复杂，电阻桥一般为陶瓷衬底，易断。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种用于张力检测的侧压式霍尔传感器，以解决现有技术中存在的问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种用于张力检测的侧压式霍尔传感器，包括
一张力值检测模块，所述张力值检测模块安装在待检测纱线卷筒的侧方，其用于检测纱线的张力值，并将其转化为对应的位移量；
一磁铁，所述磁铁用于根据位移量改变与霍尔元件及处理电路模块的距离；
一霍尔元件及处理电路模块，所述霍尔元件及处理电路模块用于根据检测到的磁场强度变化值，得到输出差分电压，差分电压经后续电路处理后输出模拟量电压；
一LED显示模块，所述LED显示模块连接有系统控制板，系统控制板用于接收模拟量电压，并判断纱线的断裂情况，判断结构通过LED显示模块显示。
进一步的，在所述霍尔元件及处理电路模块还设有输出保护电路模块。
进一步的，还包括一用于为所述张力值检测模块、霍尔元件及处理电路模块、LED显示模块和输出保护电路模块供电的电源模块。
进一步的，张力值检测模块具有量程保护功能，其用于防止超出量程的张力值损坏张力值检测模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、使用霍尔原理，根据张力的大小改变磁铁位移，引起磁场的强度的变化，输出模拟量电压。
2、采用侧压式的检测方式，降低了对安装角度要求；同时保证纱线与产品可靠接触，在同一张力值下，纱线与弹片的角度是不变的，张力值也是固定的，有效的解决陶瓷件、弹片接触问题。
3、非接触型张力传感器，张力不直接作用霍尔芯片上，电子器件与纱线不直接接触，使用寿命更长，可靠性更高。同时采用霍尔元件的线性度好、灵敏度高、响应速度快等特点，决定产品在纺织行业中有更为广泛的应用。
附图说明
图1为本发明所述的用于张力检测的侧压式霍尔传感器。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1，本发明所述的一种用于张力检测的侧压式霍尔传感器，主要包括霍尔元件及处理电路模块、张力值检测模块、电源模块、磁铁、输出保护电路模块和LED显示模块；
其中，所述张力值检测模块安装在待检测纱线卷筒的侧方，其用于检测纱线的张力值，并将其转化为对应的位移量；设计有限位措施，防止应用中突发过大的张力造成检测模块不可逆转的损坏。
所述磁铁用于根据位移量改变与霍尔元件及处理电路模块的距离；
所述霍尔元件及处理电路模块用于根据检测到的磁场强度变化值，得到输出差分电压，差分电压经后续电路处理后输出模拟量电压；在所述霍尔元件及处理电路模块还设有输出保护电路模块。
所述LED显示模块连接有系统控制板，系统控制板用于接收模拟量电压，并判断纱线的断裂情况，判断结构通过LED显示模块显示。所述电源模块用于为上述其他模块供电。
本发明采用霍尔元器件和磁铁作为核心元件，在张力值检测模块检测到张力值时引起磁铁位移，从而改变磁铁与霍尔元器件的距离，霍尔元件所感应到的磁场强度变化，并输出对应的模拟量电压。本发明非接触型张力传感器，张力不直接作用霍尔芯片上，电子器件与纱线不直接接触，使用寿命更长，可靠性更高。同时采用霍尔元件的线性度好、灵敏度高、响应速度快等特点，决定产品在纺织行业中有更为广泛的应用。
本发明采用了与现有技术中不同的张力传感器结构，其为侧压方式，降低对安装角度要求；同时保证纱线与产品可靠接触，在同一张力值下，纱线与弹片的角度是不变的，张力值也是固定的，有效的解决陶瓷件、弹片接触问题。
霍尔张力传感器设计电路简单，智能标定替代现有技术中调节电位器的方式，精度高，便于生产。在产品标定后，防止线路板与霍尔元件产生微小的位移，使用内螺纹定位柱方式固定线路板，提高安装精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于张力检测的侧压式霍尔传感器，其特征在于，包括
一张力值检测模块，所述张力值检测模块安装在待检测纱线卷筒的侧方，其用于检测纱线的张力值，并将其转化为对应的位移量；
一磁铁，所述磁铁用于根据位移量改变与霍尔元件及处理电路模块的距离；
一霍尔元件及处理电路模块，所述霍尔元件及处理电路模块用于根据检测到的磁场强度变化值，得到输出差分电压，差分电压经后续电路处理后输出模拟量电压；
一LED显示模块，所述LED显示模块连接有系统控制板，系统控制板用于接收模拟量电压，并判断纱线的断裂情况，判断结构通过LED显示模块显示。
与霍尔元件及处理电路模块的输出端连接，其用于接收并显示模拟量电压。
2.根据权利要求1所述的用于张力检测的侧压式霍尔传感器，其特征在于，在所述霍尔元件及处理电路模块还设有输出保护电路模块。
3.根据权利要求2所述的用于张力检测的侧压式霍尔传感器，其特征在于，还包括一用于为所述张力值检测模块、霍尔元件及处理电路模块、LED显示模块和输出保护电路模块供电的电源模块。
4.根据权利要求1所述的用于张力检测的侧压式霍尔传感器，其特征在于，张力值检测模块具有量程保护功能，其用于防止超出量程的张力值损坏张力值检测模块。
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