基于LabVIEW和C8051F350的紡絲張力監控系統
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2．2 張力傳感器及信號調理電路設計
傳感器選擇主要通過(guò)分析絲線(xiàn)張力傳感器的原理與種類(lèi)，選擇電阻應變式張力傳感器，FK6張力傳感器(Tension Sensor)可替代進(jìn)口的張力傳感器，具有指標優(yōu)越穩定、免校準、測量精準、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)。對于加彈應用環(huán)境具有針對性的抗干擾能力，抗破壞能力強，免維護，壽命長(cháng)的特點(diǎn)。其性能指標如下：
FK6張力測量范圍CN0-80／0-120／0-180；綜合誤差％FS1．2；長(cháng)期零位漂移％FS1．2；一年長(cháng)期增益漂移％FS1．2；一年零位漂移％FS1．2≥48 h(同上)；溫度漂移％FS／10℃0．325～70℃；非線(xiàn)性％FS1．2。FK6傳感器輸出為DC 4～20 mA標準儀表信號(或電壓信號DC 0～10 V／0～5 V)，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，圖2為其接口電路圖。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/195054.htm
應變片組成的橋路包括恒壓供電和恒流供電兩種形式。設計采用恒流供電形式，電路采用OP07運算放大器形式。該電路形成恒流供電主要是運算放大器同相端接2 V穩壓管，加在運算放大器U1反相端電阻R2(68 Ω)上的電壓也為2 V。因此，流過(guò)電阻R2上的電流不因負載變化而變化。此外，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。其中，W1為增益調整電位器；W0為零點(diǎn)電平調整電位器?？刂齐娐芳巴ㄐ沤涌谥饕捎煤懔餍盘栞敵隹刂?，單片機與上位機通過(guò)MAX 232串行接口通信。
3 系統軟件設計
3．1 控制程序設計
張力控制器軟件采用PID控制方法完成對各功能模塊的控制，實(shí)現參數標定、設置、張力測量、恒流信號輸出等功能。軟件完成初始化設置后，進(jìn)行張力信號的數據采集與處理、恒流控制輸出等。根據實(shí)際工況，張力信號數據采集需要進(jìn)行濾波處理，采用基于提升框架的濾波算法進(jìn)行仿真試驗。實(shí)驗結果表明，該算法可以有效消除各類(lèi)噪聲，與國外產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)相比具有一定的先進(jìn)性。
控制算法采用積分分離式的PID控制，防止偏差較大時(shí)造成PID運算的積分積累，避免控制量超過(guò)制動(dòng)器的最大動(dòng)作范圍。當控制量與設定值的偏差較大時(shí)，取消積分作用；當控制量接近設定值時(shí)，加入積分作用，以便消除靜差，提高控制精度。在實(shí)際運行中，根據實(shí)際需要還可以取消微分的調節作用，圖3為程序流程圖。
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