張力傳感器的原理及其應(yīng)用場景

時(shí)間：2019-01-02作者：上海祥樹歐茂機(jī)電設(shè)備有限公司瀏覽：433

張力傳感器，英文：tension pick-up 美塞斯型號(hào)：MAGPOWR-400/8301898/MC01 [1]  ，張力傳感器是張力控制過程中，用于測量卷材張力值大小的儀器。美國Nobel傳感器、Nobel放大器。Vishay Nobel傳感器的產(chǎn)品 [2]  范圍包括用于制藥、應(yīng)變片型是張力應(yīng)變片和壓縮應(yīng)變片按照電橋方式連接在一起，當(dāng)受到外壓力時(shí)應(yīng)變片的電阻值也隨之改變，改變值的多少將正比于所受張力的大小；微位移型是通過外力施加負(fù)載，使板簧產(chǎn)生位移，然后通過差接變壓器檢測出張力，由于板簧的位移量較小，大約±200μm，所以稱作微位移型張力檢測器。另外，由外型結(jié)構(gòu)上又分為：軸臺(tái)式 、穿軸式、懸臂式等。 [3] 
中文名 張力傳感器 外文名 tension pick-up 美塞斯型號(hào)： MAGPOWR-400/8301898/MC01 作    用 測量卷材張力值大小的儀器
用途編輯
檢測器的產(chǎn)品范圍包括用于制藥、。 
典型的應(yīng)用包括在工廠的加工過程中對處理相應(yīng)處方的攪動(dòng)容器的稱量。檢測器的力學(xué)測量和伺服水壓控制系統(tǒng)被用于紙廠、鋼廠、箔生產(chǎn)廠、電纜鋪設(shè)和鋸木廠的機(jī)器中。
張力傳感器

概述編輯
MAGPOWR的張力控制產(chǎn)品范圍很廣，任何時(shí)候都能為您提供精確的張力監(jiān)測產(chǎn)品.這些產(chǎn)品能夠通過簡易的組合，搭建出滿足您需要的較理想的張力監(jiān)測解決方案。模擬顯示、數(shù)字顯示均可。放大器可用于傳輸0-10VDC 或4-20mADC信號(hào)至PLC或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器可選安裝方式: DIN 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌(CE) ，撞墻式安裝，嵌入面板式安裝。
儀表配件編輯
AST 3P； AST 3IS； WST 3； GATE 3S； TAD 3； WIN 3； deltaCOM；
型號(hào)系列編輯
輪輻式稱重傳感器CLC系列
CLC-25T CLC-50T CLC-100T CLC-200T
雙剪切梁式稱重傳感器DSA-R系列
DSA-R-50T DSA-R-100T DSA-R-150T DSA-R-200T
稱重傳感器KIM-1系列
KIM-1-200KN
稱重模塊KIMD-1系列
KIMD-1-500KN KIMD-1-800KN
稱重模塊KIMD-M系列
KIMD-M-500KN KIMD-M-1000KN KIMD-M-1500KN KIMD-M-2000KN
稱重模塊KIS-1系列
KIS-1-50KN KIS-1-100KN KIS-1-200KN KIS-1-300KN KIS-1-500KN
KIS-1-11.2Klb KIS-1-22.4Klb KIS-1-44.9Klb KIS-1-67.5Klb KIS-1-112.4Klb
稱重模塊KIS-2系列
KIS-2-0.5KN KIS-2-2KN KIS-2-5KN KIS-2-10KN KIS-2-20KN KIS-2-30KN KIS-2-50KN
KIS-2-112lb KIS-2-450lb KIS-2-1120lb KIS-2-2250lb KIS-2-4500lb KIS-2-6750lb KIS-2-11200lb


工作原理編輯

配料系統(tǒng)采用24位高精度A/D轉(zhuǎn)換器。
配料儀表采用多種EMI濾波技術(shù)，具有*特的數(shù)字濾波功能和高品質(zhì)的噪聲濾波功能，可以得到穩(wěn)定的重量值。
可編程的開關(guān)量輸入，開關(guān)量輸出。用戶可編程使儀表接收來自其它設(shè)備的輸入和指令，如設(shè)備啟停，報(bào)警輸入。
用戶可編程輸出多種開關(guān)信號(hào)用來提供各種信息或觸發(fā)各輔助設(shè)備。
失重秤配料系統(tǒng)的原理
失重秤配料系統(tǒng)可以采用一臺(tái)電腦控制多臺(tái)失重秤控制儀表，能隨意輸入有關(guān)參數(shù)，配方，還可對產(chǎn)量，原材料消耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，既保證配料控制精度，又提高工廠的管理水平，使工廠在競爭中能有較大的優(yōu)勢。本文將重點(diǎn)介紹失重秤配料系統(tǒng)的工作原理，功能特點(diǎn)和改進(jìn)。
失重秤配料系統(tǒng)的應(yīng)用簡介
失重秤配料系統(tǒng)常在化工、建材、冶金等行業(yè)應(yīng)用，用來進(jìn)行多種物料的連續(xù)配料。由于經(jīng)常使用失重秤秤體是基于斗式秤的結(jié)構(gòu)，能直接進(jìn)行砝碼標(biāo)定，通過對秤斗各瞬間重量的測試計(jì)算出實(shí)際排料量，再進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整，從而可以達(dá)到較高的控制精度，一般而言累計(jì)精度為0.5%.由于是斗式結(jié)構(gòu)，標(biāo)定，維護(hù)也比皮帶秤容易得多
失重秤配料系統(tǒng)工作原理
失重秤的工作原理是基于受控的重量損失。當(dāng)重量小于重量上限并且大于重量下**，失重秤處于失重式配料狀態(tài)，單位時(shí)間內(nèi)的重量損失等于實(shí)際的排料流量，將實(shí)際的排料流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較得出差值，及時(shí)調(diào)整振動(dòng)排料器的振幅，從而使排料量均恒。當(dāng)計(jì)量斗內(nèi)物料下降到重量下**，失重秤控制器在保持排料速度不變的情況下，排料器將切換到容積式排料狀態(tài)，控制器輸出信號(hào)是失重式給料狀態(tài)時(shí)的恒定值。
啟動(dòng)配料系統(tǒng)加料設(shè)備，加料設(shè)備的物料進(jìn)入計(jì)量斗內(nèi)，當(dāng)計(jì)量斗物料到達(dá)一定重量后，即停止加料，此時(shí)計(jì)量控制儀表精確稱量，并根據(jù)設(shè)定流量開啟振動(dòng)排料器排料，失重秤再次進(jìn)入失重式配料狀態(tài)，失重式配料和容積式配料交替工作。
人性化人機(jī)系統(tǒng)界面，采用高亮度熒光顯示屏VF
D全中文菜單動(dòng)畫提示，可選擇多種稱量界面，使用操作較加方便。
失重秤配料系統(tǒng)控制方法的改進(jìn)
失重秤配料系統(tǒng)由多臺(tái)秤組成，控制方式常見為間斷性下料，靜態(tài)計(jì)量，即配料開始啟動(dòng)所有的加料電振機(jī)工作，同時(shí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。當(dāng)某秤的測量值達(dá)到加料設(shè)定值時(shí)，停止加料。所有秤都停止加料后，整個(gè)加料過程結(jié)束，這段時(shí)間為T1。為提高計(jì)量精度，此后延時(shí)一段時(shí)間T2,使秤體相對靜止下來，再對秤進(jìn)行靜態(tài)計(jì)量。計(jì)量結(jié)束后，計(jì)算機(jī)控制所有放料電振機(jī)同時(shí)放料，放料過程類似于加料過程，計(jì)算機(jī)仍進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，放料時(shí)間為T3。為減小誤差，放料結(jié)束后也延時(shí)一段時(shí)間T4,再進(jìn)行靜態(tài)測量。至此配料系統(tǒng)的一個(gè)配料周期結(jié)束，便可開始下一個(gè)配料周期，周期即為：T=T1+T2+T3+T4。
其中考慮到電振機(jī)的振動(dòng)能力，T1設(shè)定為允許較長加料時(shí)間，T3設(shè)定為允許較長放料時(shí)間，若某秤加料時(shí)間大于T1或放料時(shí)間大于T3,則報(bào)警。
由于失重秤的間斷性放料，造成下料太多或太少，使磨機(jī)飽磨或空磨，影響了磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。縮短配料周期的措施，可一定程度減少這種影響，但因?yàn)楸３峙淞暇龋琓2、T4不能小，減小的是T1和T3,且非常有限，同時(shí)會(huì)增加電振機(jī)振動(dòng)頻率，導(dǎo)致電振機(jī)故障增加。
所以我們的改進(jìn)思路是：在多臺(tái)秤配料設(shè)備中，設(shè)法使各秤不同時(shí)加料、放料，即類似于動(dòng)態(tài)計(jì)量。綜合各因素，采用同一周期中，一半秤加料，一半秤放料，交替進(jìn)行的方法，這樣既提高了磨機(jī)產(chǎn)量，也提高了失重秤配料系統(tǒng)稱重配料的精確度。
多層次的口令保護(hù)為用戶提供不同層次的可改變的口令保護(hù)。
**強(qiáng)的抗干擾能力，失重秤周圍存在噪聲等干擾源，XK3120在設(shè)計(jì)時(shí)就對此作了充分的考慮，具有**強(qiáng)的抗噪聲或其它干擾的能力。 [4] 
張力檢測器的類型及功能：
MAGPOWR TS張力檢測器
TS的張力傳感器不管一天中溫度如何的變化都能提供始終如一的張力控制。事實(shí)上，全部MAGPOWR的張力傳感器都是使用葉片式應(yīng)變儀的，這樣就較大限度的降低了溫度漂移產(chǎn)生的形變（0.02%每度），這能提高卷材的的使用效率，降低材料浪費(fèi)率。
這些堅(jiān)固的張力傳感器是非常精確的裝置，可以運(yùn)用在放卷，收卷，中間卷材處理應(yīng)用的張力測量，這種*一**的小外形設(shè)計(jì)，能較大限度的降低對機(jī)架上的空間需求，這樣就將卷材寬度的潛在性發(fā)揮到較大程度。TS張力傳感器設(shè)計(jì)時(shí)采用在兩個(gè)受力方向機(jī)械過載限制器，這就消除了感應(yīng)器的損壞和過載后需要的重新校核，當(dāng)然它有非常多靈活多變的安裝方式和連接可供選擇
張力控制的研究 [5] 
張力控制的研究現(xiàn)狀張力控制的研究現(xiàn)狀張力控制的研究現(xiàn)狀張力控制的研究現(xiàn)狀 1.模糊控制（Fuzzy Control）作為智能控制(Intelligent Control)的重要分支之一，它的較大特點(diǎn)是針對各類具有非線性、強(qiáng)耦合性、不確定性、時(shí)變的多變量復(fù)雜系統(tǒng)，可以**良好的控制效果。在沒有得到被控對象精確的數(shù)學(xué)模型的前提下，引進(jìn)模糊控制可以得到良好的效果。文獻(xiàn)1采用了模糊自整定PID算法來對張力系統(tǒng)進(jìn)行控制；文獻(xiàn)2針對放、收卷半徑時(shí)變的特點(diǎn)，采用了自適應(yīng)模糊控制算法；文獻(xiàn)3中以卷染機(jī)為研究對象，研究了模糊張力控制算法在其中的應(yīng)用。 2.自適應(yīng)過程(Adaptive Control)是現(xiàn)代控制理論的一個(gè)重要分支。當(dāng)過程的隨機(jī)、時(shí)延、時(shí)變和非線性等特性比較明顯時(shí)，采用常規(guī)PID控制器很難收到良好的控制效果，若采用自適應(yīng)控制技術(shù)，上述問題都能得到圓滿的解決。文獻(xiàn)4采用S5的PLC和Profibus-DP總線對分切機(jī)放卷段進(jìn)行了自適應(yīng)張力控制的研究; 文獻(xiàn)5采用遞推較小二乘法估計(jì)參數(shù)，對車速突變進(jìn)行了自適應(yīng)前饋補(bǔ)償?shù)难芯?，并?yīng)用于復(fù)卷機(jī)中。 3. 解耦控制(Decoupling Control)通過設(shè)計(jì)合適的解耦補(bǔ)償器，使得一個(gè)有強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成無耦合的多個(gè)單變量系統(tǒng)。卷繞系統(tǒng)中張力和速度的強(qiáng)耦合使得解耦控制在其中的應(yīng)用成為可能。
以熱軋現(xiàn)場數(shù)據(jù)為依據(jù)，提出了BP-RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)解耦控制策略，對調(diào)節(jié)輥的高度和張力進(jìn)行了解耦，仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。 4. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制(Neural Network S Control)不依賴于對象的數(shù)學(xué)模型，能適合于任何不確定性系統(tǒng)，又*任何先驗(yàn)知識(shí)，它本身具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，針對張力系統(tǒng)的特點(diǎn)，一些學(xué)者應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
主要功能:
小外形設(shè)計(jì)能較大限度的滿足卷材的寬度各種各樣靈活多變的安裝選擇在惰輥上使用的三種連接方式堅(jiān)固的連接帶來長久的可靠性能機(jī)械過載限制器保護(hù)過載機(jī)器。完整的惠斯通橋來確保測量精度有英制和公制模式的**通用設(shè)備張力傳感器安裝可選方式：螺釘安裝，軸臺(tái)安裝，和法蘭安裝。MAGPOWR TSU 重載枕式張力檢測器
TSU張力檢測器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，可在兩個(gè)張力方向進(jìn)行**負(fù)荷機(jī)械制動(dòng)，適用于重載場合。采用惠斯通全電橋設(shè)計(jì)，提高精度和穩(wěn)定性。較好成對使用，每個(gè)枕形軸承座各配一個(gè)，支撐感應(yīng)托輥。當(dāng)以這種方式安裝時(shí)，張力檢測器可準(zhǔn)確地測量由卷材作用于托輥的張力的合力，并通過張力讀出器顯示出來，不受卷材位置的影響。
[6] 
張力控制系統(tǒng)的動(dòng)作過程：
張力變化→位移變化→電壓信號(hào)→與給定信號(hào)綜合后的差值信號(hào)經(jīng)比例積分，功率放大到可控整流電路→磁粉制動(dòng)器的勵(lì)磁電流改變→制動(dòng)力矩也隨之變化→從而使紙張張力維持恒定。全自動(dòng)張力控制器
在應(yīng)用與功能方面較具備優(yōu)越性、實(shí)用性，也具備抗外界干擾技術(shù)，使用起來較加方便、穩(wěn)定。全自動(dòng)張力控制器是一種高精度的全數(shù)字化、智能化的張力控制器。其可通過接收張力傳感器傳送的信號(hào)，然后經(jīng)過內(nèi)部裝置的智能PID無**調(diào)算法運(yùn)算處理后輸出信號(hào)，調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以控制張力大小適卷徑的變化。另外還采用高精度D/A轉(zhuǎn)換器，輸出精度高達(dá)0.1%使張力控制較為精確穩(wěn)定。

上海祥樹歐茂機(jī)電設(shè)備有限公司專注于工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備,儀器儀表,其它開關(guān)元件等

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