CN2112813U

CN2112813U - 一种自动测量控制线材张力的装置

Info

Publication number: CN2112813U
Application number: CN 92203148
Authority: CN
Inventors: 徐光�; 翟长勇; 李凤翔; 李新秋; 王建一
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1992-08-12

Abstract

本实用新型自动测量控制线材张力的装置属于量测技术，它能对管线材弯曲情况进行在线测量，采用霍尔元件感应磁钢转动时变化的磁场强度，经过差分放大器放大后得到表明软管弯曲情况的电压变化信号。用这种方法可以消除元器件之间的磨损，延长了使用寿命，提高了使用精度。本装置结构简单，性能稳定，适用范围大，不会对管线材产生重压，操作简单，使用寿命长。

Description

本实用新型属于一种测量控制设备，尤其涉及用磁敏元件来检测张力。

在软管线材生产线中，导出电机所带动的导出轮在导出软管线材时在导出轮的不同半径外导出的速度不同，导出的速度又必须跟随牵引机速度的变化而变化。导出快了，管就会弯曲搭到地上，易磨损产品表面影响产品质量，导出慢了，使软管绷得太紧容易变形或绷断，并且在导出时，导出速度时快时慢还会引起产品外径发生变化，影响产品的质量。通过控制导出电机的速度，使软管弯曲保持在一个自然位置，将会避免以上问题的发生。因此线材张力控制一直是电缆、胶管行业急待解决的问题。国外一般采用一种压阻接触式的方法，主要是靠搭在软管上的传动臂挤压传动臂后面的压敏电阻应力片，感应压力的大小来反应软管的弯曲情况，从而控制电机的速度。这种方法有稳定性差，适用范围小的局限性。由于臂的自重对软管会产生重压，易拉长软管，影响产品的质量，从国外引进价格又十分昂贵。国内也有人采用在传动臂的后面加一排半圆滑线变阻线圈，由臂的末端引出一碳刷，随传动臂的上下移动在滑线变阻线圈上滑动，改变输出的电阻信号，来反应软管的弯曲情况，从而控制电机的速度。由于采用的方法是滑动接触式的方法，因此具有稳定差，易磨损，结构复杂，使用寿命短的缺点。不易推广普及。

本实用新型的目的在于利用磁敏元件提供一种张力控制装置。它具有结构简单，性能稳定，不磨损，适用范围大，不会对管线材产生重压，使用寿命长的优点。

本实用新型测量张力装置，主要由转轮，传动臂及位置传感器组成，其特征在于位置传感器由转轴、铁壳、前置差分放大器、永久性磁钢霍尔元件组成。磁钢为带竖孔圆柱体，极性方向为横向，霍尔元件放置在磁钢圆柱体侧面。磁钢随传动臂上下移动而转动，由于转动改变了霍尔元件所受磁场强度的大小，经过差分放大器放大后得到表明软管弯曲情况的电压变化信号。本实用新型的技术方案如下：

将霍尔元件放置在磁钢圆柱体侧面，磁钢产生的磁力线穿过通有电流的霍尔元件，产生霍尔电势。磁钢转动时，由于通过霍尔元件的磁场强度随磁钢角度的变化而变化。因此霍尔电势也随磁钢角度的变化而变化，并且与角度成正弦的关系。在实际应用中一般只力用π／2～（3／2）π，线性区一段。产生的霍尔电势通过差分放大器放大后得到表明软管弯曲情况的电压变化信号，通过PID计算，传送给变频器0～5V的直流电压控制信号控制电机转速的快慢。

附图说明：

图1为张力装置结构示意图

图2为位置传感示意图

图3为差分放大器线路图

［1］转轮，［2］传动臂，［3］位置传感器，［4］插头，［5］配重砝码，［6］软管，［7］电机带动的导出轮，［8］计算机，［9］变频，［11］外壳，［12］电路板，［13］磁钢，［14］霍尔元件，［W1］、［W2］2个电位器，［H］霍尔元件，运算放大器IC1、IC2组成差分放大与调零电路。

结合附图详细描述本实用新型：

将转轮［1］搭在软管［6］上调节配重砝码［5］，使软管［6］不受传动臂［2］的重压，确定传动臂［2］的最佳位置，转动调节磁钢［13］让霍尔元件［14］感应放大后的输出信号及直流2.5V时为最佳零度角。使用时传动臂［2］随软管［6］的浮动而上下移动，带动态在转轴［10］上的磁钢［13］，霍尔元件［14］感应出相应的霍尔电势，经过运算放大器IC1、IC2差分放大后，通过插头［4］传递给专有程序计算机［9］经过计算机PID计算，输出一个控制信号0～5V的电压，变频器［10］变频器［10］跟踪控制信号的大小控制电机［7］的转速。导出时软管［6］搭下来时，输出信号使电机［7］慢转，绷直时输出信号使电机快转，保持软管［6］的自然悬浮状态。

本实用新型的优点和积极效果

1.由于臂是由臂前端的可转动轮搭在软管上的，软管运动时，转轮跟着转动，使软管表面不受磨损。

2.本实用新型采用的是非接触感应式的方式。因而使元器件不受磨损。又由于使自投永久性磁钢，因而延长了使用寿命。

3.本实用新型使用的磁钢是套在轴上由螺母固紧的，因而磁钢可以任意调节来选择软管弯曲的最佳状况，做为零度角来控制软管在导出（或卷取的任何时候，都保持在一个自然状况，所以加大了适用范围。

4.由于臂的末端有配重，因而不会使生产线上的软管受到臂自重的重压，提高了产品质量。

5.由于外壳选用的是铁壳，因此提高了抗干扰能力。

Claims

1、一种测量张力的装置，由转轮[1]，传动臂[2]及位置传感器[3]组成，其特征在于位置传感器[3]，由转轴[10]，铁壳[11]，磁钢[13]，霍尔元件[14]，前置差分放大器构成，

a.磁钢[13]为带竖孔圆柱体，极性方向为横向。磁钢[13]随动臂上下移动而转动，

b.霍尔元件[14]放置在磁钢圆柱体侧面，

c.前置差分放大器连接霍尔元件[14]的输出端得到软管弯曲情况的电压变化信号。