用于小型化纱线张力仪的后端电路设计与实现

朱光远 祖洪飞

（浙江理工大学机械与自动控制学院，浙江 杭州 310018）

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纺织工业中，随着现代纺织技术的不断发展，越来越多的自动化纺织机器出现。纺织过程中，纱线张力是一个需要及时调节的重要参数，其大小影响了纱线的质量和生产效率，进而影响后续纺织物的质量和外观[1]-[4]。随着纺织机械的技术升级，其对纱线张力仪的要求越来越高，尤其是小型化、高精度方面的要求极为迫切。

纱线张力的检测方法大致可分为两类：非接触式和接触式。前者的测量元件不直接与纱线接触，而是通过感应的光、声、振动等信号对张力进行间接测量。而后者的敏感元件直接与纱线接触，并将其张力变化转化为电信号，再经过信号处理和电路转化将电信号转变为电压或者电流信号，最后获得张力值[5]，常用的方法有：电阻应变式[6]、磁电感应式及电容式[7]等。通常而言，非接触式测量方法易受测量环境干扰且测量系统较复杂，因此其体积及精度受限。当前，小型化、高精度的纱线张力仪大多采用接触式测量方法。而接触式测量方法中电阻应变式应用最广泛。

电阻应变式张力传感器通过弹性悬臂梁及电阻应变片来传感张力，纱线张力变化使悬臂梁及应变片产生形变，进而应变片阻值发生改变。将两个电阻应变片和两个阻值匹配的电阻组成惠斯通桥路，其输出的信号再通过放大、滤波等处理后可以得到与张力对应的输出电压。其中，后端用于实现放大、滤波等功能的电路对纱线张力仪的小型化及高精度有决定性影响。……