專利名稱：用于紗線張力檢測的高精度放大電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于紗線張力檢測的高精度放大電路，主要用于紡織機械上紗線張力檢測，屬于紡織電子領域。
背景技術：
紗線張力檢測的高精度放大電路作為紡織工紗線張力檢測產(chǎn)過程中一個重要的傳感器，有著非常重要的作用。紗線張力的平衡與穩(wěn)定直接關系到產(chǎn)品的質量、生產(chǎn)效率以及后續(xù)加工的順利進行。實際生產(chǎn)過程中紗線張力檢測的高精度放大電路是二十四小時工作的，工作溫度也在時刻發(fā)生變化，會出現(xiàn)零漂和溫漂等。不同的紗線在設定的紗線張力的范圍也不一樣，所以需要紗線張力檢測的高精度放大電路能自動調整放大倍數(shù)使得后級電路能夠順利處理?，F(xiàn)有的張力傳感器放大倍數(shù)和零點調節(jié)是使用電位器，調節(jié)過程需要手工參與，且電位器精度不高，長時間工作的情況下會出現(xiàn)張力檢測結果偏差變大的，使得紗線的質量變差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是克服·現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于紗線張力檢測的高精度放大電路。本實用新型包括雙抽頭數(shù)控電位器、N溝道場效應管Q1、MCU、線性霍爾傳感器、第一運算放大器U1、第二運算放大器U2、第一電阻R1、第二電阻R2 ；所述的雙抽頭數(shù)控電位器為SPI接口，內(nèi)含兩個可調電阻，兩個電阻的阻值都為100K Ω。所述的MCU的第25腳與N溝道場效應管Ql柵極連接，MCU上的第20腳與雙抽頭數(shù)控電位器的CS腳連接，MCU上的第21腳與雙抽頭數(shù)控電位器的SCK腳連接，MCU上的第23腳與雙抽頭數(shù)控電位器的SI腳連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PAO腳與線性霍爾傳感器的VI輸出端連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PWO腳、PBO腳與N溝道場效應管Ql的漏極、第一電阻Rl的一端連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PAl腳接+5V電壓，雙抽頭數(shù)控電位器的PWl腳與第一運算放大器Ul的同向輸入端連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PBl腳接-5V電壓，第一運算放大器Ul的正供電端接+12V電壓，第一運算放大器Ul的負供電端接一 12V電壓，N溝道場效應管Ql的源極接地，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端、第二運算放大器U2的反向輸入端連接，第二電阻R2的另一端與第二運算放大器U2的輸出端連接并作為電壓輸出端V0，電壓輸出端VO與電壓采樣端口連接，第二運算放大器U2的正供電端接+12V電壓，第二運算放大器U2的負供電端接一 12V電壓，第一運算放大器Ul的反向輸入端與第一運算放大器的輸出端、第二運算放大器U2的同向輸入端連接。所述的N溝道場效應管Ql的導通內(nèi)阻低于O. 7m Ω ；所述的MCU 的型號為 STM32F103RBT6。本實用新型的有益效果具有調節(jié)過程智能化和精度高，長時間工作穩(wěn)定性高，電路結構簡單，電路維護簡單，成本低廉，溫度濕度對電路的影響小。
圖1是本實用新型的電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型一種用于紗線張力檢測的高精度放大電路包括雙抽頭數(shù)控電位器(MCP42100)、運算放大器電路、N溝道場效應管Q1(STS19N3LLH6)、MCU(STM32F103RBT6)和線性霍爾傳感器(SS495A)。所述的運算放大器電路包括第一運算放大器Ul (NE5534)、第二運算放大器U2 (NE5534)、第一電阻 Rl (1K Ω )、第二電阻 R2 (100K Ω )；MCU的25腳與N溝道場效應管Ql柵極連接，MCU上的20腳與雙抽頭數(shù)控電位器的CS腳連接，MCU上的21腳與雙抽頭數(shù)控電位器的SCK腳連接，MCU上的23腳與雙抽頭數(shù)控電位器的SI腳連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PAO腳與線性霍爾傳感器的VI輸出端連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PWO腳、PBO腳與N溝道場效應管Ql的漏極、第一電阻Rl的一端連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PAl腳接+5V電壓，雙抽頭數(shù)控電位器的PWl腳與第一運算放大器Ul的同向輸入端連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PBl腳接-5V電壓，第一運算放大器Ul的正電壓端接+12V電壓，第一運算放大器Ul的負電壓端接一 12V電壓，N溝道場效應管Ql的源極接地，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端、第二運算放大器U2的反向輸入端連接，第二電阻R2的另一端與第二運算放大器U2的輸出端連接并作為電壓輸出端V0，電壓輸出端VO與電壓采樣端口連接，第二運算放大器U2的正電壓端接+12V電壓，第二運算放大器U2的負電壓端接一 12V電壓，第一運算放大器Ul的反向輸入端與第一運算放大器的輸出端、第二運算放大器U2的同向輸入端連接。本實用新型通過置高MCU的25腳，使N溝道場效應管Ql導通，使得第二運算放大器U2的反相輸入端接地，再控制MCU的20、21、23腳，調節(jié)第二可調電阻R4，第二可調電阻R4的阻值變化引起第一運算放大器Ul的正輸入端的電壓改變，使第二運算放大器U2的正輸入端的電壓改變，從而實現(xiàn)張力傳感器放大電路的偏置調節(jié)，可調電阻R4的分壓比變大則傳感器放大電路的偏置電壓越大，第二可調電阻R4的分壓比變大則傳感器放小電路的偏置電壓越小，整個過程稱之為張力傳感器放大電路的偏置自動調節(jié)。本實用新型通過置低MCU的25腳，使N溝道場效應管Ql關斷，使得線性霍爾傳感器的信號能夠送到第二運算放大器U2的反相輸入端，再控制外部輸入的20、21、23腳，調節(jié)第一可調電阻R3，第一可調電阻R3阻值的變化使得運算放大器U2的反向放大的倍數(shù)改變，從而實現(xiàn)張力傳感器放大電路的放大倍數(shù)的調節(jié)，第二可調電阻R4的阻值越大第二運算放大器U2的反向放大倍數(shù)越小，第二可調電阻R4的阻值越小第二運算放大器U2的反向放大倍數(shù)越大，整個過程稱之為張力傳感器放大電路的放大倍數(shù)的自動調節(jié)。張力傳感器放大電路在正常使用的過程中，每一分鐘進行一次張力傳感器放大電路的偏置自動調節(jié)，確保當運算放大器U2的反向輸入信號為零時，使第二運 算放大器U2的輸出電壓為零，從而實現(xiàn)放大電路的自動調零；再進行張力傳感器放大電路的放大倍數(shù)的自動調節(jié)，使第二運算放大器U2的輸出電壓為AD轉換器電壓基準源的一半到三分之二之間，從而使放大電路的輸出電壓范圍最優(yōu)。從上分析可看出，整個調節(jié)過程由單片機通過程序自動完成，且放大電路的精度主要由數(shù)控電位器的抽頭數(shù)所決定。
權利要求1.用于紗線張力檢測的高精度放大電路，包括雙抽頭數(shù)控電位器、N溝道場效應管QU MCU、線性霍爾傳感器、第一運算放大器U1、第二運算放大器U2、第一電阻R1、第二電阻R2 ； 所述的MCU的第25腳與N溝道場效應管Ql柵極連接，MCU上的第20腳與雙抽頭數(shù)控電位器的CS腳連接，MCU上的第21腳與雙抽頭數(shù)控電位器的SCK腳連接，MCU上的第23腳與雙抽頭數(shù)控電位器的SI腳連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PAO腳與線性霍爾傳感器的VI輸出端連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PWO腳、PBO腳與N溝道場效應管Ql的漏極、第一電阻Rl的一端連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PAl腳接+5V電壓，雙抽頭數(shù)控電位器的PWl腳與第一運算放大器Ul的同向輸入端連接，雙抽頭數(shù)控電位器的PBl腳接-5V電壓，第一運算放大器Ul的正供電端接+12V電壓，第一運算放大器Ul的負供電端接一 12V電壓，N溝道場效應管Ql的源極接地，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端、第二運算放大器U2的反向輸入端連接，第二電阻R2的另一端與第二運算放大器U2的輸出端連接并作為電壓輸出端V0，電壓輸出端VO與電壓采樣端口連接，第二運算放大器U2的正供電端接+12V電壓，第二運算放大器U2的負供電端接一 12V電壓，第一運算放大器Ul的反向輸入端與第一運算放大器的輸出端、第二運算放大器U2的同向輸入端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于紗線張力檢測的高精度放大電路，其特征在于所述的雙抽頭數(shù)控電位器為SPI接口，內(nèi)含兩個可調電阻，兩個電阻的阻值都為100ΚΩ。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于紗線張力檢測的高精度放大電路，其特征在于所述的N溝道場效應管Ql的導通內(nèi)阻低于O. 7πιΩ。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于紗線張力檢測的高精度放大電路，其特征在于所述的MCU 的型號為 STM32F103RBT6。
專利摘要本實用新型公開了一種用于紗線張力檢測的高精度放大電路，現(xiàn)有技術中電位器精度不高，長時間工作后張力檢測結果會出現(xiàn)較大偏差，使得紗線的質量變差，本實用新型包括雙抽頭數(shù)控電位器、N溝道場效應管Q1、MCU、線性霍爾傳感器、第一運算放大器U1、第二運算放大器U2、第一電阻R1和第二電阻R2；本實用新型在正常工作過程中每一分鐘自動進行一次偏置電壓調節(jié)和放大倍數(shù)調節(jié)，從而確保放大電路長時間工作時輸出失調電壓為零，且輸出電壓的幅值保持在后級AD轉換器基準電壓源的一半至2/3之間。
文檔編號G01L5/10GK202906846SQ20122058863
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權日2012年11月9日
發(fā)明者高明煜, 黃健, 黃繼業(yè) 申請人:杭州電子科技大學