[其他]便攜式數字張力儀

無效

• 申請號: 86206741
• 申請日: 1986-09-05
• 公開（公告）號: CN86206741U
• 公開（公告）日: 1987-11-11
• 發明（設計）人: 李棟高
• 申請（專利權）人: 蘇州絲綢工學院
• 主分類號: G01L5/10
• 分類號: G01L5/10
• 代理公司: 江蘇省專利服務中心蘇州服務部
• 代理人: 陸鑒忠

一種用于檢測連續線狀體：絲、紗線及其織物、金屬絲等張力大小的儀器。

已有的張力儀采用交流電橋，輸入的是經過調制的交流信號，先進行交流放大，再經相敏檢波器解調，再經電壓放大與功率放大去推動動圈式記錄器記錄張力變化曲線，從變化曲線上再量出所需的張力值來。（蘇州絲綢工學院、無錫無線電六廠聯合研制生產的FD－1型動態張力儀）。

鑒于該機電路復雜，電路中的元器件又為分立元件，所以顯得該機的體積較大（340×260×110mm³），而且張力值無數字直接顯示，靠在記錄紙上量出所需的最大張力、最小張力、平均張力和瞬時張力，該機最大稱重0～400克記錄在40毫米寬的記錄紙上，實際每毫米寬要反映10克力，可見分辨率很低，另外由于該機體積較大，重量又較重（7公斤），整機又由二部分組成（傳感器與儀器主機），還得外接220V交流電，所以在實際使用中很不方便。

本實用新型的目的在于消除上述缺陷，推出一種與現有技術相比功能更完備，成本更低、快速、直觀的便攜式儀器。

由于絲綢生產中長絲加工的特殊性，絲的最大張力、最小張力值的大小直接影響到絲織物的質量，所以在生產中對絲的最大、最小張力都有一個嚴格的控制范圍，而對平均張力的測量就顯得意義不大，所以本實用新型省去了這一部分的電路。

圖1是本實用新型的外形圖。

1為線狀體導引滾輪，2為傳感器，3為數字顯示器，4為控制按鈕，按下不同的按鈕，可分別顯示出最大、最小張力和可保持的瞬時張力，不按控制按鈕則顯示的是變化的瞬時張力。

圖2是使用時的示意圖

1為需檢測的線狀體，在使用時只要將線狀體繞著通過導引滾輪和傳感器，即可以顯示器上顯示出張力值來。

本實用新型與現有技術一樣采用傳感器得到模擬電信號，本實用新型的特征是：將模擬電信號在由運算放大器（JC）組成的放大電路中進行電壓放大，再經過由運放（JC）、二極管（BG）電阻（R）、電容（C）組成的峰（谷）值保持電路以獲得具有特峰（谷）值特征的最大、最小張力，再由含模數轉換的數字顯示器進行數字顯示，整個電路采用9V直流電供電。

圖3是圖1所示之電原理圖。

1是信號取出電路，2是放大電路，3是峰（谷）值保持電路，4是顯示器、K₁、K₂是控制最大、最小張力顯示的控制按鈕，

R₁～R₄組成的電橋構成力傳感器主要部分，傳感器采用合金材料作為彈性元件，以應變片作為測力敏感器件、張力的變化借助彈性元件使應變片發生變形，從而使由應變片構成的電橋平衡發生改變，在輸出端產生0.1～20mv的電信號，以此實現張力與電量之間的轉換，該信號經過JC₁、C組成的放大電路、變成1～200mv放大了的電信號，這時該信號即為作為模擬量直接輸出給外部設備（如記錄儀）或計算機作數據處理，或直接送入含有模數轉換電路的數字顯示器，但這時所得的張力為瞬時張力，放大后的電信號進入3，3是由JC₂、JC₃、BG₁、BG₂、R₅～R₁₀、C₂、C₃、K₁、K₂所組成，電路的上半部輸出最大張力，下半部輸出最小張力，該電路中設置了二個低輸入偏置電流的運放放大器（JC₂、JC₃），進行輸入輸出信號的比較，使積分電容C₂、C₃充電，當輸入信號大于輸出信號時，電容充電，直到輸入輸出信號相等充電停止，并加以保持，因而能獲得具有峰（谷）值特征的最大與最小張力，BG₁、BG₂是為了進行峰（谷）值檢波而配置的，以控制最大、最小電流的通過。這時最大、最小張力值便可通過含有模數轉換電路的數字顯示器直接讀出。

本實用新型電路的最佳實施例是其電阻R₅、R₆為10KΩR₇、R₉為2KΩ、R₈、R₁₀為100KΩ，C₂、C₃為5μF，BG為檢波二極管，經過2放大的信號達到1～200mv比較合適，顯示器采用LCD液晶或LED螢光數碼管。

本實用新型與已有技術相比，性能上有了提高，在技術指標上：本儀器的張力測量范圍：0～200克，0～500克、0～1000克、0～2000克，而FD－1型的范圍：0～20克、0～40克、0～80克、0～160克、0～400克，本儀測量精度為±1％而FD－1型為±5％，交流改直流后使用場合大大增加，由于本機采用集成電路，使體積大大減?。?00×30×45mm³），重量也相應降低，成本也大為減小約為FD－1型的1／5左右。本儀采用數字直讀式，使取值更迅速、直觀，同時，也可減少測量的誤差，本儀是目前長絲加工行業中急需的在線檢測工具，另外本儀還可用于棉紡、其它絲紡、金屬絲等生產過程中的張力控制。