專利名稱：柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于控制設(shè)備，主要涉及柔性帶狀物的收卷張力控制裝置。
現(xiàn)有技術(shù)的柔性帶狀物收卷張力控制裝置有機(jī)械式和電子式兩種類型。機(jī)械式張力控制裝置體積大，控制精度低，主要是利用杠桿原理，目前大多已被電子張力控制裝置所取代。電子式張力控制裝置根據(jù)所完成的任務(wù)不同和控制精度不一，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。但其工作原理都是由張力傳感器、張力控制電路和受控電機(jī)三大部分組成，現(xiàn)大部分受環(huán)境影響大，穩(wěn)定性能差，故障率較高。
本實(shí)用新型的目的是提供一種控制精度高，受環(huán)境影響小，穩(wěn)定性能高的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括工作電源、張力傳感器、信號(hào)處理電路、設(shè)定比較電路、控制電路、脈沖觸發(fā)電路、同步電路、反饋電路和可控硅，其特征在于張力傳感器采用磁敏傳感器，同步電路分別與電源、脈沖觸發(fā)電路聯(lián)接，張力傳感器經(jīng)信號(hào)處理電路輸出張力信號(hào)至設(shè)定比較電路，設(shè)定比較電路及反饋電路的輸出端接脈沖觸發(fā)電路的輸入端，由脈沖觸發(fā)電路輸出脈沖控制信號(hào)至與電機(jī)聯(lián)接的可控硅，通過改變其導(dǎo)通角進(jìn)而控制電機(jī)。
所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，信號(hào)處理電路包括運(yùn)算放大器A1～2、電阻R1～13和可調(diào)電阻W1，其中運(yùn)算放大器A1的同相輸入端經(jīng)電阻R5接工作電源，其反相輸入端依次經(jīng)電阻R3、R2與磁敏傳感器連接，接收張力信號(hào)，其輸出端經(jīng)電阻R8接運(yùn)算放大器A2的反相輸入端，運(yùn)算放大器A2的同相輸入端依次經(jīng)電阻R10、可調(diào)電阻W1和電阻R7接地，且電阻R10與可調(diào)電阻W1的連接處接工作電源，可調(diào)電阻W1的可調(diào)端經(jīng)電阻R9接運(yùn)算放大器A2的反相輸入端，由運(yùn)算放大器A2的輸出端接設(shè)定比較電路輸出處理后的張力誤差信號(hào)。
所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，設(shè)定比較電路包括運(yùn)算放大器A3、電容C3、三極管BG3、可調(diào)電阻W2～3和電阻R15～24，其中運(yùn)算放大器A3的的輸出端接脈沖觸發(fā)電路的輸入端，其反相輸入端接信號(hào)處理電路的輸出端，用于接收處理后的張力誤差信號(hào)，其同相輸入端經(jīng)電阻R22分別接電阻R19和由電阻R15～17、可調(diào)電阻W3組成的分壓電路，由其提供設(shè)定張力電平信號(hào)，電阻R19的另一端分別接工作電源和經(jīng)電阻R20接三極管BG3的基極，三極管BG3的發(fā)射極經(jīng)可調(diào)電阻W2接運(yùn)算放大器A3的輸出端，其集電極分別經(jīng)電容C3接其發(fā)射極、并有電阻R21接運(yùn)算放大器A3的反相輸入端。
所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，反饋電路包括與電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)速發(fā)電機(jī)、整流橋和電容C2，其中整流橋的輸入端接測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出端，整流橋的一輸出端接電容C2和工作電源，其另一端接電容C2的另一端和脈沖觸發(fā)電路的輸入端。
所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，脈沖觸發(fā)電路包括運(yùn)算放大器A5～6、二極管D13～16、三極管BG1～2、電容C4～7、電阻R25～34和變壓器B2，其中運(yùn)算放大器A5的同相輸入端經(jīng)電阻R29接工作電源，其反相輸入端接反饋電路及設(shè)定比較電路的輸出端、經(jīng)二極管D15接地，其輸出端經(jīng)電阻R31接運(yùn)算放大器A6的反相輸入端，運(yùn)算放大器A6的同相輸入端分別經(jīng)電容C5接地和經(jīng)電阻R28接三極管BG2的集電極，三極管BG2的發(fā)射極接地，其基極分別經(jīng)二極管D14接同步電路的輸出端、經(jīng)二極管D13接控制電路和電容C4、電阻R25的一端，電容C4和電阻R25的另一端接地，運(yùn)算放大器A6的輸出端經(jīng)電容C6接三極管BG1的基極，三極管BG1的發(fā)射極接地，其基極與發(fā)射極之間并接有二極管D16，三極管BG1的集電極分別經(jīng)電容C7接地、經(jīng)電阻R34接變壓器B2的初級(jí)線圈，變壓器B2的次級(jí)線圈一端接電機(jī)及可控硅的陰極，可控硅的控制極依次經(jīng)二極管D5、D6接變壓器B2的次級(jí)線圈的另一端，可控硅的陽極接電機(jī)的A相。
所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，同步電路包括整流橋、光電隔離器和穩(wěn)壓管，其中整流橋的兩輸入端接電機(jī)，其輸出端之間串接穩(wěn)壓管和光電隔離器，光電隔離器的輸出端接脈沖觸發(fā)電路的二極管D14正極。
所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，控制電路包括運(yùn)算放大器A4、電容C16、二極管D17、開關(guān)K和電阻R38～44，其中運(yùn)算放大器A4的輸出端經(jīng)電阻R44接脈沖觸發(fā)電路中二極管D13與電阻R25的聯(lián)接處，其反相輸入端經(jīng)電阻R41分別接電容C16、電阻R40、二極管D17的一端，電阻R40及二極管D17的另一端相接后分別接電阻R38-39和開關(guān)K，電阻R38-39，開關(guān)K和電容C16的另一端接工作電源。
其工作原理是由磁敏傳感器感應(yīng)張力桿的動(dòng)作，產(chǎn)生張力信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路放大處理為張力信號(hào)電壓，該張力信號(hào)電壓與設(shè)定的張力電壓進(jìn)行比較放大，生成張力控制電壓，張力控制電壓和測(cè)速發(fā)電機(jī)的測(cè)速電壓共同控制脈沖觸發(fā)電路產(chǎn)生脈沖控制信號(hào)，通過控制可控硅的導(dǎo)通角，進(jìn)而控制電機(jī)，從而達(dá)到收卷張力的目的。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用磁敏傳感器感應(yīng)張力信號(hào)，受環(huán)境影響小，穩(wěn)定性能高；2、利用同步電路，使其生成的隔離整形方波加在脈沖觸發(fā)電路中運(yùn)算放大器A6的同相輸入端，保證了方波與脈沖觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖控制信號(hào)同步，保證了控制精度及工作性能；3、脈沖觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖控制信號(hào)不僅受張力信號(hào)控制，同時(shí)也受測(cè)速發(fā)電機(jī)的測(cè)速電壓共同控制，性能完善；4、脈沖觸發(fā)電路采用壓控脈沖移相觸發(fā)器觸發(fā)，其觸發(fā)器主要由運(yùn)算放大器組成，具有移相范圍寬、移相精度高、溫度穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、誤觸發(fā)率低等優(yōu)點(diǎn)，由其產(chǎn)生的脈沖信號(hào)控制可控硅，保證了整個(gè)控制裝置性能非常優(yōu)異。


圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖，也是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例。
圖3是本實(shí)用新型張力傳感器的安裝位置示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
圖1中，1工作電源、2磁敏傳感器、3設(shè)定比較電路、4移相脈沖觸發(fā)電路、5可控硅、6同步電路。
圖2中，信號(hào)處理電路包括運(yùn)算放大器A1～2、電阻R1～13和可調(diào)電阻W1，其中運(yùn)算放大器A1的同相輸入端經(jīng)電阻R5接工作電源，其反相輸入端依次經(jīng)電阻R3、電阻R2與磁敏傳感器2連接，接收張力信號(hào)，運(yùn)算放大器A1將其比較放大后的信號(hào)輸出給運(yùn)算放大器A2的反相輸入端，運(yùn)算放大器A2的同相輸入端依次經(jīng)電阻R10、可調(diào)電阻W1和電阻R7接地，且電阻R10與可調(diào)電阻W1的連接處接工作電源，可調(diào)電阻W1的可調(diào)端經(jīng)電阻R9接運(yùn)算放大器A2的反相輸入端，由運(yùn)算放大器A2比較放大后，將電壓信號(hào)輸出到設(shè)定比較電路中運(yùn)算放大器A3的反相輸入端，運(yùn)算放大器A3的同相輸入端經(jīng)電阻R22分別接電阻R19和由電阻R15～17、可調(diào)電阻W3組成的分壓電路，由其提供張力設(shè)定電壓，調(diào)整可調(diào)電阻W3可以改變張力設(shè)定電壓。電阻R19的另一端分別接工作電源和經(jīng)電阻R20接三極管BG3的基極，三極管BG3的發(fā)射極經(jīng)可調(diào)電阻W2接運(yùn)算放大器A3的輸出端，其集電極分別經(jīng)電容C3接其發(fā)射極、經(jīng)電阻R21接運(yùn)算放大器A3的反相輸入端，電路中三極管BG3是為緩沖而設(shè)，使張力控制電壓變化不至于太激烈，調(diào)整可調(diào)電阻W2可以改變張力控制靈敏度。經(jīng)運(yùn)算放大器A3輸出的張力控制電壓經(jīng)電阻R24輸入脈沖觸發(fā)電路中運(yùn)算放大器A5的反相輸入端，同時(shí)與電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出的測(cè)速電壓，經(jīng)整流橋H1及電容C2濾波后，其負(fù)端也將信號(hào)輸入運(yùn)算放大器A5的反相輸入端。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速增大、張力超過設(shè)定值時(shí)，加在運(yùn)算放大器A5的反相輸入端的測(cè)速電壓就更低。運(yùn)算放大器A5輸出的電壓信號(hào)經(jīng)電阻R31接運(yùn)算放大器A6的反相輸入端，運(yùn)算放大器A6的同相輸入端分別經(jīng)電容C5接地和經(jīng)電阻R28接三極管BG2的集電極，三極管BG2的基極經(jīng)二極管D14接同步電路中光電隔離器PC的輸出端，光電隔離器PC還與穩(wěn)壓管D7串接在整流橋H2的輸出端之間，整流橋H2的兩輸入端接電機(jī)M。電容C5起充放電作用，將同步電路送來的方波電壓進(jìn)行充放電而產(chǎn)生鋸齒波電壓，運(yùn)算放大器A6的輸出端經(jīng)電容C6接三極管BG1的基極，三極管BG1的發(fā)射極接地，其基極與發(fā)射極之間并接有二極管D16，三極管BG1的集電極分別經(jīng)電容C7接地、經(jīng)電阻R34接變壓器B2的初級(jí)線圈，變壓器B2的次級(jí)線圈一端接電機(jī)M及可控硅Q的陰極，可控硅Q的控制極依次經(jīng)二極管D5、D6接變壓器B2的次級(jí)線圈的另一端，可控硅Q的陽極接電機(jī)的A相。電容C6接在運(yùn)算放大器A6的輸出端其微分作用，運(yùn)算放大器A6輸出的信號(hào)經(jīng)電容C6微分后，經(jīng)三極管BG1功率放大，經(jīng)變壓器B2觸發(fā)可控硅Q，使其導(dǎo)通，進(jìn)而控制電機(jī)M。
圖3中，磁敏傳感器2安裝在張力桿8與機(jī)架鉸接的一端，張力桿8的中間部位通過彈簧與機(jī)架連接，張力桿8的另一端安裝動(dòng)滑輪9；收卷裝置10、定滑輪11和送帶機(jī)構(gòu)12均固定在機(jī)架上，柔性帶狀物經(jīng)送帶機(jī)構(gòu)12、定滑輪11、動(dòng)滑輪9和收卷裝置10完成卷繞過程。當(dāng)卷繞張力較大時(shí)，張力桿8轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)磁敏傳感器2動(dòng)作，產(chǎn)生張力信號(hào)，并把張力信號(hào)傳給控制器，同時(shí)與卷繞電機(jī)同軸的測(cè)速電機(jī)也把信號(hào)反饋到控制器，由控制器控制卷繞電機(jī)減慢轉(zhuǎn)速；反之，電機(jī)轉(zhuǎn)速加快。這樣，即可達(dá)到控制柔性帶狀物收卷張力的目的。
權(quán)利要求1.一種柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，包括工作電源、張力傳感器、信號(hào)處理電路、設(shè)定比較電路、控制電路、脈沖觸發(fā)電路、同步電路、反饋電路和可控硅，其特征在于張力傳感器采用磁敏傳感器，同步電路分別與電源、脈沖觸發(fā)電路聯(lián)接，張力傳感器經(jīng)信號(hào)處理電路輸出張力信號(hào)至設(shè)定比較電路，設(shè)定比較電路及反饋電路的輸出端接脈沖觸發(fā)電路的輸入端，由脈沖觸發(fā)電路輸出脈沖控制信號(hào)至與電機(jī)聯(lián)接的可控硅，通過改變其導(dǎo)通角進(jìn)而控制電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，其特征在于信號(hào)處理電路包括運(yùn)算放大器A1～2、電阻R1～13和可調(diào)電阻W1，其中運(yùn)算放大器A1的同相輸入端經(jīng)電阻R5接工作電源，其反相輸入端依次經(jīng)電阻R3、R2與磁敏傳感器連接，接收張力信號(hào)，其輸出端經(jīng)電阻R8接運(yùn)算放大器A2的反相輸入端，運(yùn)算放大器A2的同相輸入端依次經(jīng)電阻R10、可調(diào)電阻W1和電阻R7接地，且電阻R10與可調(diào)電阻W1的連接處接工作電源，可調(diào)電阻W1的可調(diào)端經(jīng)電阻R9接運(yùn)算放大器A2的反相輸入端，由運(yùn)算放大器A2的輸出端接設(shè)定比較電路輸出處理后的張力誤差信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，其特征在于設(shè)定比較電路包括運(yùn)算放大器A3、電容C3、三極管BG3、可調(diào)電阻W2～3和電阻R15～24，其中運(yùn)算放大器A3的的輸出端接脈沖觸發(fā)電路的輸入端，其反相輸入端接信號(hào)處理電路的輸出端，用于接收處理后的張力誤差信號(hào)，其同相輸入端經(jīng)電阻R22分別接電阻R19和由電阻R15～17、可調(diào)電阻W3組成的分壓電路，由其提供設(shè)定張力電平信號(hào)，電阻R19的另一端分別接工作電源和經(jīng)電阻R20接三極管BG3的基極，三極管BG3的發(fā)射極經(jīng)可調(diào)電阻W2接運(yùn)算放大器A3的輸出端，其集電極分別經(jīng)電容C3接其發(fā)射極、并有電阻R21接運(yùn)算放大器A3的反相輸入端。
4.如權(quán)利要求1所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，其特征在于反饋電路包括與電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)速發(fā)電機(jī)、整流橋和電容C2，其中整流橋的輸入端接測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出端，整流橋的一輸出端接電容C2和工作電源，其另一端接電容C2的另一端和脈沖觸發(fā)電路的輸入端。
5.如權(quán)利要求1所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，其特征在于脈沖觸發(fā)電路包括運(yùn)算放大器A5～6、二極管D13～16、三極管BG1～2、電容C4～7、電阻R25～34和變壓器B2，其中運(yùn)算放大器A5的同相輸入端經(jīng)電阻R29接工作電源，其反相輸入端接反饋電路及設(shè)定比較電路的輸出端、經(jīng)二極管D15接地，其輸出端經(jīng)電阻R31接運(yùn)算放大器A6的反相輸入端，運(yùn)算放大器A6的同相輸入端分別經(jīng)電容C5接地和經(jīng)電阻R28接三極管BG2的集電極，三極管BG2的發(fā)射極接地，其基極分別經(jīng)二極管D14接同步電路的輸出端、經(jīng)二極管D13接控制電路和電容C4、電阻R25的一端，電容C4和電阻R25的另一端接地，運(yùn)算放大器A6的輸出端經(jīng)電容C6接三極管BG1的基極，三極管BG1的發(fā)射極接地，其基極與發(fā)射極之間并接有二極管D16，三極管BG1的集電極分別經(jīng)電容C7接地、經(jīng)電阻R34接變壓器B2的初級(jí)線圈，變壓器B2的次級(jí)線圈一端接電機(jī)及可控硅的陰極，可控硅的控制極依次經(jīng)二極管D5、D6接變壓器B2的次級(jí)線圈的另一端，可控硅的陽極接電機(jī)的A相。
6.如權(quán)利要求1所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，其特征在于同步電路包括整流橋、光電隔離器和穩(wěn)壓管，其中整流橋的兩輸入端接電機(jī)，其輸出端之間串接穩(wěn)壓管和光電隔離器，光電隔離器的輸出端接脈沖觸發(fā)電路的二極管D14正極。
7.如權(quán)利要求1所述的柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置，其特征在于控制電路包括運(yùn)算放大器A4、電容C16、二極管D17、開關(guān)K和電阻R38～44，其中運(yùn)算放大器A4的輸出端經(jīng)電阻R44接脈沖觸發(fā)電路中二極管D13與電阻R25的聯(lián)接處，其反相輸入端經(jīng)電阻R41分別接電容C16、電阻R40、二極管D17的一端，電阻R40及二極管D17的另一端相接后分別接電阻R38～39和開關(guān)K，電阻R38～39、開關(guān)K和電容C16的另一端接工作電源。
專利摘要本實(shí)用新型主要涉及柔性帶狀物收卷電子張力控制裝置,其采用磁敏傳感器感應(yīng)張力信號(hào),并經(jīng)信號(hào)處理電路、設(shè)定比較電路處理比較后將信號(hào)輸出至脈沖觸發(fā)電路的輸入端,同時(shí)測(cè)速發(fā)電機(jī)的負(fù)反饋信號(hào)也輸出至脈沖觸發(fā)電路的輸入端,由其產(chǎn)生觸發(fā)脈沖,并受同步電路控制使得脈沖與電源同步,由脈沖觸發(fā)電路輸出的脈沖電壓控制可控硅的導(dǎo)通角,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。該裝置控制精度高,工作性能穩(wěn)定,故障率低,安裝使用方便。
文檔編號(hào)B65H77/00GK2302986SQ9622788
公開日1999年1月6日 申請(qǐng)日期1996年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月14日
發(fā)明者白俊山, 崔洪祿, 呂震, 樊寶獻(xiàn) 申請(qǐng)人:齊魯塑編(集團(tuán))股份有限公司