CN2053741U - 自动计长仪 - Google Patents

Abstract

一种对沿其长度传输方向上的物体进行计长的方法和装置，它通过把沿直线传输的物体的长度转化成若干圆周长或弧长的累加并且对每一周长或弧长用一定数目的脉冲来表示，累计脉冲的总数即可得到物体长度。

Description

本实用新型一般涉及计长的方法和仪器，尤其涉及测量沿长度方向传输的带状物长度的计长方法和仪器。

目前现有的带状物计长仪器一般有以下几种，机械计数器，电子计数器以及带计算机、单片机的用于计长的装置。

机械式计数器在测长时，通常通过传动比来修正指示值与实际值的误差或者配备标准测量辊轮，因此在实际使用时较为困难，而且误差较大。

电子计数器计长时也需要配置标准测量辊轮，它采用磁电传感器，光电传感器及多孔转盘，在实际测量使用中，误差较大，结构也较复杂，成本高，并且修正困难。

用计算机，单片机进行计长时，其电子系统复杂，并且抗干扰能力差，维修难度较高，不便于工矿、企业及工作环境较恶劣的场合使用。

因此，本实用新型的目的在于提供一种操作简单，安装方便，实用的电子计长仪器。

本实用新型的上述目的是通过下述方法来实现的。由于物体的直线运动可以转换成机械的圆周运动，移动物体的总长度可以用几个圆周长度或弧长来表示，而每一周长或弧长可以用电子脉冲个数来表示，例如：取1个脉冲表示1毫米，则1000个脉冲为1米，这样一个单位长度值换算成其它单位后亦可用脉冲个数来表示。因此每一周长或弧长如果用一定数目的脉冲数目来表示，那么改变每一次发出的脉冲数目的就相当于改变了周长或弧长，也就是改变了累计长度。

因此，用一定数目的脉冲个数来表示每一个周长或弧长的长度，通过把发出脉冲总数相加，就等于长度的累加。

利用上述方法，本实用新型所述的计长装置包括：设在转动的辊筒端面非圆心位置的磁片，对所述磁片所产生的磁信号进行检测并根据检测结果输出脉冲信号的检测单元；根据检测单元的输出结果而控制振荡器工作的振荡器控制电路；根据振荡器控制电路的输出结果而起振或停振的脉冲振荡器；对脉冲振荡器的每次输出脉冲个数进行累加的第一组计数器；计算脉冲振荡器一次输出脉冲个数的第二组计数器；根据预先设定的辊筒转动一周的长度或弧长用多少个脉冲数目表示的脉冲数目设定值电路；把所述设定值电路中设定的表示辊筒一周长度或弧长的脉冲数目与第二组脉冲计数器中的脉冲振荡器发出的脉冲数目进行比较的比较电路，所述比较电路根据比较值使脉冲振荡器工作或停振，以及与第一组计数器相连的反映其计数累加结果的显示电路。

本实用新型的优点在于可非常方便地测量沿长度方向传输的物体的长度，例如纸张，塑料薄膜，铝铂，布匹，地毯；电线，电缆，钢材等。测量误差易于调整。可推广用于里程计，线速度表，伸缩比率仪等。

下面参照附图，对本实用新型的实施例作详细说明。

图1是本实用新型所述的计长仪的框图；

图2是本实用新型的第一实施例的线路图；

图3是本实用新型实施例中振荡器控制电路和脉冲振荡器的线路图；

图4是本实用新型的实施例中第一组计数器和显示电路的示意图；

图5是本实用新型的实施例中第二组计数器、设定值电路以及比较电路的线路图；

图6是图5所示的电路中另一形式的设定值电路和比较电路的示意图；

图7是上述设定值电路和比较电路的再一种形式的示意图；

图8是本实用新型的第二实施例的电路示意图；

图9是第二实施例中方向识别电路和逻辑控制电路的示意图；

图10是本实用新型中的霍尔传感元件的结构示意图；

图11是本实用新型中所述的装置配合辊筒进行检测的示意图。

参见附图1，本实用新型所述的测长仪包括由霍尔传感元件构成的传感器11，所述传感器11接收设在辊轮端面上的磁片产生的反映辊轮转动的磁信号，并把它转变成电信号提供给控制电路13，所述控制电路13控制振荡器14产生振荡，由振荡器14输出的振荡信号供第一组计数器15和第二组计数器17计数，所述第二组计数器17的输出值与设定值比较电路18中的设定值经比较器19比较，如果第二组计数器17的计数值与设定值电路18中的设定值相一致时，比较器19输出信号给控制电路13，使之控制振荡器14停振。

当被测的辊轮转动一圈时，设在辊轮端面上的磁片发出的磁力线被设在辊轮端面旁的对应于磁片设定位置的传感器1所接收，传感器11产生信号给控制电路13，继而控制电路13控制振荡器14工作并给第一组计数器15和第二组计数器17提供振荡信号使二组计数器计数，当第二组计数器17的计数结果与设定值电路18的设定值相同时，比较器19输出信号控制控制电路13使之不工作，从而振荡器14停振，第一组计数器15计数到振荡器停振时所发出的脉冲数目并保持下来，而第二组计数器17在计数到与设定值相同时清零。

到辊轮再转过一圈后，位于辊轮端面处的磁片所产生的磁力线再一次被传感器1所切割，这样传感器1又发出一信号控制控制电路13，振荡器14工作；第一组计数器15在第一次计数值基础上再进行累加计数，而第二组计数器17从零开始，直到与设定值电路18中的设定值相同时，再次清零，此时比较器19输出信号给控制电路13使该电路及振荡器14停振……这样以此类推，辊轮一圈圈转动，第二组计数器17通过控制电路13控制振荡器14发出与预定值相同的脉冲个数，而第一组计数器逐次累加所发出的脉冲直到结束，其结果通过显示电路16显示。

为了确定辊轮上的被传度传输物已经结束，从而控制计数器15，停止计数，在另一被动辊轮端面上也设置一磁片，并且在本装置中设置另一个第二传感器12该第二传感器12接收转动的被动辊轮上的磁片所发出的信号，第二位感器12输出接到控制电路13，当被动轮停止转动时，第二传感器12没有接收磁信号，从而延时后切断控制电路的工作。

参见附图2，附图2是本实用新型所述的计长装置的一个实施例的框图。图中用了两个传感器110，120，传感器110安置在主动辊轮近端面上对应于端面贴有磁片处，传感器120设在被动辊轮的近端面上对应于端面贴有磁片处。传感器110的输出连到一单稳态电路210，作为其输入信号，单稳态电路210的Q端输出接到控制电路30的输入端。传感器120的输出通过一单稳态电路220连到单稳态电路210的输入端。控制电路30的输出信号连到振荡器31的输入端以控制振荡器31的工作情况。振荡器31的输出分别送到第一组计数器15和第二组计数器17上，所述第一组计数器15的输出端供显示电路16显示。

所述第二组计数器17的输出端、设定值电路18的输出端分别输入到比较器19，如果计数器17的计数结果等于设定值电路18中的设定值，则比较电路19输出信号控制控制电路30使振荡器31停振。

在本实施例中，在显示电路16的输出端还可接有第二设定值电路22，它在比较电路23中与显示电路16中的累记长度（即计数器15中的计数数目）相比较，当其比较结果相同时，即表示累记长度等于设定长度时，通过控制电路带动外部机器执行相应动作，例如停车或者切断带状物等。

本实施例中传感器110采用CS839霍尔效应集成电路和集磁铁管状封装而成。该传感元件为霍尔差分放大器，施密特触发器和输出器四部分组成，输入磁感应强度，得到数字输出，该传感器具有负载能力强，无触点，寿命长，抗干扰能力强，工作电压范围宽，工作温度可在－20°～＋70°。

本实用新型中所述的磁片选用稀土钐钴磁性材料制成，安装时在辊筒端面上钻φ7m深1.5mm小孔，浇以环氧树脂嵌进粘牢。

本实施例中，由于使用了两个传感器110和120，其后分别连有单稳态电路210和220，所述单稳态电路由一块CMOS  CC4528集成电路构成，输入端下降沿触发有效，由于CMOS  CC4528集成电路中包括二个单稳态电路，从而可以用一集成块构成单稳态电路210和220。

设计时，单稳电路220的RC时间常数大于辊筒（轮）最低转速时脉冲发出的周期时间，当被测物体通过辊筒运行时，辑筒被带动旋转时，传感器120发出一串触发脉冲，当第一只触发脉冲触发单稳态电路120翻转后，由于其时间常数较大，还没有恢复稳态，第二只触发脉冲就又触发单稳态电路翻转。由于连续不断的触发，单稳态电路220无法恢复稳定状态，其输出端一直输出高电平，该高电平信号输入到单稳态电路210中，去控制传感器110后的单稳电路210可被触发。当被测物消失以后，设在被动辊筒端面处的磁片随着被动辊筒而停止转动，这样传感器120检测不到磁片发出信号，从而单稳态电路220输出低电平，这样单稳态电路210不可触发，相当逻辑“与”的作用，单稳态电路210也就输出低电平，使振荡器控制电路30控制振荡器31停振，从而起到停止计长作用。

在单稳态电路220的输出与单稳电路210之间，还可设有开关K，K连接有工作电压V（5V），当开关K接在V时，（此时断开单稳电路210单稳电路220的连接），单稳态电路210等于输入了高电平（V），而可使传感器120失去作用。

参见附图3，本实施例中，振荡器控制电路采用CMOS  CC4001二输入端四或非门集成电路构成，其振荡频率≥1.5MHZ。该集成电路CC4001的CP输出给计数器计数。电阻K10用于调节振荡频率。

在本实施例中，脉冲振荡器控制电路采用CMOS  CC4001二输入端四或非门集成电路组成一个基本RS触发器，参见附图3，当Q为“1”时，R′为“0”，T为“1”时，R′为“1”，分别控制振荡器起振和停止。R′一方面控制脉冲振荡器的工作情况，另一方面使第二组计数器在计完一组脉冲后复位清零。

参见附图4，图4是本实施例中所用的第一组计数器和显示电路的示意图。在本实施例中，采用CMOS  CC4017十进制计数器／分配器的及CMOS－LED系列ZES284十进制计数器作为加法计数链，前三级十进制计数器不显示，后面四位有LED显示。信号输入由前级CP脉冲提供。

ZES284具有计数，寄存，译码，驱动，LED显示器合一功能和具有BCD码的信息输出，小数点显示，复位，进位功能，BCD码输出供定值电路及输出给打印机和计算机接口。

上述计数器在有CP脉冲来时，不断进行计数，当来自振荡器的CP脉冲中断时，上述计数器停止计数，当振荡器恢复振荡时，计数器接收CP脉冲并继续把保持值与新接收到的CP脉冲个数进行累计并显示。

参见附图5，图5是本实用新型图1所示的第二组计数器17和设定值电路18以及比较电路19的实施例的电路图。计数器采用CMOS  CC4017十进制计数器／分配器构成，设定值电路用KBP1－1拨盘开关构成，比较电路19是由CMOS  CC4082四输入端双与门电路构成。十进制计数器4017接收来自振荡器的输出CP脉冲并对此脉冲进行计数，集成电路4017的R端接收来自振荡器控制电路的R′端来的信号，并可由R′信号使计数器清零，计数器4017的Q端输出供比较电路4082的与门的一个输入端，1×10拨盘开关中设定的值输入比较电路4082的与门的另一输入端，四块集成电路4017的四个输出与拨盘开关中的四个输出分别输到4082中的四个与门的各自输入端。当计数器计数到的CP脉冲的个数与设定值电路即拨盘开关中设定的预置数相同时，4082中与门电路选通，T端输出高电平控制振荡器停振。

参见附图6，图6是上述设定值电路与比较电路的另一实施例的电路示意图。通过AN1～AN8和CMOS  CC4011二输入端四与非门电路以及CMOS  CC4002四输入端双或非门电路，可以对设定在拨盘开关中的值中的任何值进行选择，这样选通后；T端输出高电平控制振荡器停振。

同样，也可采用附图7所示的电路形式，进行设定值与计数值的比较。采用COMS  CC4051取代了图6中的CC4011和CC4002通过三位二进制开关进行8路中的任一路选通，T端输出高电平控制振荡器停振。

在本实施例中，在所述的显示电路的后级，可加入BCD／十进制译码器，并设置第二设定值电路22，第二选择电路23，在设定值电路22中设定有总长度的值，等到第一组计数器15中累加的值（该值等于显示电路16所显示的值），等于设定值电路（在此用与第一组计数器后的拨盘开关类似的装置）设定值相同时，通过一比较选择电路23输出信号，触发单稳态电路24，驱动电路25，从而控制停车或者其他动作，例如，切断被传输物等等。

参见附图8，图8是本实用新型的第二个实施例的电路框图。从图中可以看出，本实施例与第一实施例不同之处在于在传感器110与单稳电路210之间，加入了方向识别电路115，用于识别辊筒（即被传输带）的传动方向，使之在与原先转动方向相反时，也能计数，与之对应的，在第一组计数器的位置，被2－10进制可逆计数器151所取代，并且相应增加逻辑控制电路。

为了检测出被测物的传输方向，因此所述的检测元件为可逆传感器，选用二片CS839霍尔效应集成电路和集磁铁封装，输出二个有先后的脉冲信号，以供方向识别电路识别方向并控制可逆计数器工作。

参见附图9，图9是本实用新型的第二实施例中，方向识别电路115和逻辑控制电路152的线路图。由于可逆霍尔传感器发出先后的A脉冲和B脉冲，供识别电路识别。本识别电路采用一片CMOS  CC4528双稳态触发器构成。当A先出现下降沿脉冲时。Q11端输出高电平，并经时间保持后，通过逻辑控制电路152控制可逆计数器作CP＋工作。

当B信号出现下降沿触发脉冲后，B触发器封锁了A触发器，使A触发器输出Q保持低电平，通过逻辑控制电路控制可逆计数器作CP－状态。

图中的逻辑控制电路152采用CMOS  CC4011二输入端四与非门集成电路组成，M＝1时作CP＋，M＝0时作CP－，通过控制CP脉冲流向，可逆计数器作加法或减法计数。

参见附图10，图10是本实用新型所述计长装置的探测器的结构示意图。在紫钢管6内部，通过环氧树脂把霍尔效应集成电路CS839粘接，在其端部用铜皮帽3封口，在霍尔效应集成电路CS839后通过集磁铁4同电引导线7相连，电引导线7的后用屏蔽金属线相连，并接到CX16ZSF航空插头上以输出检测信号。当需进行方向设别时，可用二片霍尔效应集成电路即可。

参见附图11，图11是本实用新型中探测头用于检测被测物的装备示意图。图中，被测物400被通过二个辊筒820，800传输。在辊筒820和800的端面上，分别设有磁片870和840，在磁片840，870的对应位置处，在支架810上设有霍尔传感元件880和850。当辊筒转动时，磁片870，840也随之转动，当磁片经过霍尔探测元件850，880所处的位置时，霍尔探测元件分别检测出磁片发出的信号。当辊筒停止旋转时（只要两个辊筒中的一个）磁片也随之停止，霍尔传感元件检测不到磁片发出的信号，因而各部分皆不工作。

Claims (8)

1、一种对沿其长度方向上通过辊轮对传输物进行计长的装置，其特征在于包括：

一设在转动辊筒或轮一侧端面上距轴心一定距离处的磁片；

对所述磁片所产生的磁信号进行检测并根据检测结果输出控制信号的检测单元；

脉冲振荡器；

根据检测单元的输出结果而控制脉冲振荡器的起振或停振的振荡器控制电路；

对脉冲振荡器的输出脉冲个数进行累加的第一组计数器；

对脉冲振荡器的一次输出脉冲个数进行计数的第二组计数器；

对应于辊筒转动一周的长度或弧长脉冲数的设定值电路；

把上述设定值电路中的脉冲数目设定值与第二组脉冲计数器的输出进行比较的比较电路，所述比较电路的输出端连到脉冲振荡器控制电路，当第二组计数器中计数到的值等于上述先设定值时，使振荡器停振，并使第二组计数器清零；

与第一组脉冲计数器相连的反映第一组计数器累加结果的显示电路。

2、如权利要求1所述的计长装置，其特征在于所述的检测单元采用两组霍尔传感单元构成。

3、如权利要求2所述的计长装置，其特征在于所述霍尔传感单元采用霍尔效应集成电路和集磁铁构成，以提高接收灵敏度。

4、如权利要求1所述的计长装置，其特征在于所述振荡器控制电路采用C的MOS  CC4001集成电路构成。

5、如权利要求1所述的计长装置，其特征在于所述的第一组计数器采用由十进制计数器组成的计数链。

6、如权利要求1所述的计长装置，其特征在于所述的脉冲数目设定值电路是由拨盘开关或地址开关构成的。

7、如权利要求1所述的计长装置，其特征在于所述的比较电路由与非门电路构成。

8、如权利要求1所述的计长装置，其方向识别电路为一块双单稳态集成电路构成。

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