基于嵌入式微處理器的張力控制器

2.1 傳感器信號接口電路

若傳感器輸為標準信號形式，即為DC4-20mA, 或電壓信號DC0-10V/0-5V. 接口電路形式較為簡(jiǎn)單。在此主要對采用稱(chēng)重法的應變片傳感器電路進(jìn)行說(shuō)明。

應變片組成的橋路，有恒壓供電和恒流供電兩種形式。設計采用恒流供電形式，如圖2所示，恒流電路采用OP07運算放大器完成。運算放大器同相端接2V穩壓管，這樣，加在運算放大器H0U0反相端電阻H0R2（69Ω）上的電壓也為2V, 因此，流過(guò)電阻H0R2上的電流，不因負載變化而變化，從而形成恒流供電。在收放卷過(guò)程中，因張力變化引起橋路不平衡將有電壓信號輸出。輸出的電壓信號經(jīng)儀表放大器AD623放大后，傳送至MPU的A/D轉換器。圖2中H0W1為增益調整電位器，H0W0為零點(diǎn)電平調整電位器。

2.2 磁粉制動(dòng)器恒流控制電路

磁粉制動(dòng)器的轉矩與激磁電流的大小基本成線(xiàn)性關(guān)系,改變激磁電流可以調節轉矩大小。因此對磁粉制動(dòng)器的控制主要是根據張力大小輸出相應的恒定電流。系統利用C8051F350可編程計數陣列（PCA）的脈寬調制（PWM）功能作為D/A信號輸出。如圖3所示, MPU將PWM信號送至7U1光藕隔離輸出，信號經(jīng)非門(mén)傳遞至由7R3和7C1組成的濾波電路，將PWM信號變?yōu)?-2V的直流信號, 送至運算放大器7U3A的同相端。由放大器性質(zhì)可知，取樣電阻7R4上所加的電壓為控制直流信號電壓0-2V, 從而形成恒流加在磁粉制動(dòng)器上。若取樣電阻7R4為1Ω，則最大可控電流范圍為0-2A(為避免過(guò)熱，取樣電

圖3 磁粉制動(dòng)器恒流控制電路

Fig. 3 Magnetic powder brake constant current control circuit

磁粉制動(dòng)器

阻的選擇應考慮其散熱功率).

2.3 張力控制器電路原理

張力控制器除了兩路傳感器信號輸入電路和磁粉制動(dòng)器恒流控制輸出電路外，還采用三線(xiàn)串行接口DM12864M 圖形點(diǎn)陣液晶屏進(jìn)行控制參數、設置參數及出錯報警信息的顯示。顯示內容包括：設定張力值、實(shí)測張力值、磁粉制動(dòng)器控制電流大小及張力控制器運行狀態(tài)（手動(dòng)、自動(dòng)及參數設置狀態(tài)）等內容。設置參數包括：控制比例大小、積分大小、控制周期和相位等內容。并通過(guò)5個(gè)按鍵進(jìn)行參數設置和其它運行操作等。其電路原理如圖4所示。

圖4 張力控制器電路原理