一種張力測量值的修正方法技術(shù)

一種張力測量值的修正方法，所述修正方法包括以下步驟：（1）將兩個張力傳感器并排安裝在傳感器底座上，所述兩個張力傳感器串聯(lián)；（2）板材或線材上的力通過張力傳感器的測張輥穿過給張力感應(yīng)組件，兩個張力感應(yīng)組件得到的力Fa、Fb，修正計算得到當(dāng)前張力值F：F=Fb+（Fb-Fa）/2。本發(fā)明專利技術(shù)通過測量和計算可自動消除摩擦力的影響，得到更精確的張力值。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種張力傳感器的測量值修正方法。
技術(shù)介紹
張力傳感器也叫張力檢測器，是張力控制過程中，用于測量線材或帶材張力值大小變化的儀器，對于常用的應(yīng)變片型張力傳感器，其張力應(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。張力傳感器的發(fā)展已非常成熟，張力傳感器的型號及安裝形式也分多種。由于張力傳感器是通過壓縮應(yīng)變片的形式間接測量張力值的，所以，要獲得線材或帶材上的拉力值，通常通過張力輥和測張輥形成一定的包角，通過測張輥施加壓力，使張力傳感器敏感元件產(chǎn)生位移或變形，張力傳感器根據(jù)應(yīng)變片電阻值的變化再通過內(nèi)置信號處理器可計算得到所要測量的拉力值。現(xiàn)有的成熟的張力傳感器，帶材或線材只需通過張力輥和測張輥繞出就可測出拉力值。但是張力傳感器的測量值是由作用在側(cè)張輥上的壓力值間接得到的，那么通過測量計算得到的數(shù)值為測張輥兩端帶材或線材的拉力值，帶材或線材再通過張力輥之后，由于摩擦力的影響，其張力值會改變。傳感器測量出來顯示的張力值為Fni，則測張輥一端拉繩的拉力為Fni，拉繩繞過張力輥之后，對于張力輥進(jìn)行受力分析，設(shè)定拉繩與張力輥之間的摩擦力為f，那么根據(jù)力的平衡原理可以得到繩末端拉力值FN2=FN1+f。當(dāng)線材或帶材通過拉力傳感器運動時，f為一個變動的力，摩擦力f的方向與繩與張力輥之間的相對位移有關(guān)，傳感器無法通過內(nèi)置信號處理器進(jìn)行摩擦力的消除。雖然通過提高張力輥表面加工精度、張力輥與傳感器底座之間采用潤滑軸承的方式來減少摩擦，但是，對于表面粗糙的待測量材料，或者與張力輥接觸面積極大的板帶材料，摩擦力的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于端部軸承自身摩擦阻力的影響，對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，同樣，對于一些超高精度的張力控制系統(tǒng)，已有的張力測量方法不能滿足其精度的要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有傳感器測量值受摩擦力影響、精度較低的不足，本專利技術(shù)提供了，通過測量和計算可自動消除摩擦力的影響，得到更精確的張力值。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，所述修正方法包括以下步驟(I)將兩個張力傳感器并排安裝在傳感器底座上，所述兩個張力傳感器串聯(lián)；(2)板材或線材上的力通過張力傳感器的測張輥穿過給張力感應(yīng)組件，兩個張力感應(yīng)組件得到的力Fa、Fb,修正計算得到當(dāng)前張力值F F=Fb+ (Fb-Fa) /2。本專利技術(shù)的有益效果為通過測量和計算可自動消除摩擦力的影響，得到更精確的張力值。附圖說明圖I是張力測量值的修正方法的組合裝置的示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明。參照圖1，，所述修正方法包括以下步驟(I)將兩個張力傳感器1、2并排安裝在傳感器底座上，所述兩個張力傳感器串聯(lián)；(2)板材或線材上的力通過張力傳感器的測張輥穿過給張力感應(yīng)組件，兩個張力感應(yīng)組件得到的力Fa、Fb,修正計算得到當(dāng)前張力值F F=Fb+ (Fb-Fa) /2。 本實施例中，基于上述張力傳感器裝置實現(xiàn)了可消除摩擦力影響的張力傳感器得到準(zhǔn)確的張力值的測量方法，包含以下步驟(I)、根據(jù)應(yīng)變片電阻值的變化得到測張輥上壓力的大小Fn板材或線材上的力通過測張輥傳遞給軸端的張力感應(yīng)組件，根據(jù)現(xiàn)有的傳感器的測量原理，板材或線材對測張輥的壓力大小FnE比于應(yīng)變片的電阻值，通過電阻值的變化就可得出板材或帶材作用在測張輥上壓力值的大小。(2)、通過壓力值Fn得到測張輥一側(cè)板材或帶材上拉力值的大小板材或帶材通過測張輥時，與測張輥之間的夾角為一個不變的定值，F(xiàn)n為板材或帶材兩端的張力在測張輥徑向上的分力。所以通過？1<和夾角值可計算出測張輥一端板材或帶材上張力的大小。計算過程中，側(cè)張輥兩端拉繩的拉力相等，實際上沒有考慮摩擦力的影響，經(jīng)過測量得到的拉力值為一個平均值。而相對于摩擦力來講，拉繩的拉力值要大的多。如圖1，我們令Fa=F2、Fb=F4, Fa、Fb為傳感器通過Fn和夾角值計算得到的拉繩的張力值。(3)、利用兩組張力感應(yīng)組件得到板材或線材與測張輥及張力輥之間的摩擦力大小，再在結(jié)果里消除摩擦力，得到精確的張力值。線材或帶材通過測張輥和張力輥時，其摩擦力f的大小和方向與待測量材料上的拉力大小、表面粗糙度、運動方向、材質(zhì)有關(guān)。因此，在測張輥與張力輥直徑和材質(zhì)、表面粗糙度相同的前提下，可以認(rèn)為帶材與線材與單個測張輥或張力輥之間的摩擦力f近似相同。我們以拉繩穿過兩組傳感器為例，如圖IW七七七七七^為此段繩上的拉力，F(xiàn)端為測量端，F(xiàn)a、Fb為傳感器a、b上的張力測量值，S、N為拉繩的兩個運動方向。I、當(dāng)拉繩沿著S方向運動時。摩擦力f的方向與拉繩運動方向相反。Fa = F2 Fb = F5f的方向與待測量物料的運動方向相反因此F1= F ; +f F2= Fi+f F3= F2+f F4= F3+f F5= F4+f F= F5+f由上式可得F2= F ' +2fF5= F2+3f= F ' +5f所以F5- F2=3ff= (F5- F2)/3Fa、Fb為已知量，所以由上式得到摩擦力f= (Fb- Fa) /3當(dāng)待測量材料沿著S的方向運動時，輸出的拉力值精確為F= F5+f= Fb+fBPF= Fb+ (Fb- Fa)/32、當(dāng)拉繩反向運動時，即拉繩沿著N方向運動時,摩擦力始終與拉繩運動方向相反，F(xiàn)為測量端。Fa= F2 Fb= F5f的方向與待測量物料的運動方向相反因此F5=F+f F4= F5+f F3= F4+f F2= F3+f F1= F2+f F ; = F^f由上式可得F5=F+f·F2= F5+3f=F+4f所以F2- F5=3ff= (F2-F5) /3Fa、Fb為已知量，所以由上式得到摩擦力f= (Fa- Fb) /3當(dāng)待測量材料沿著S的方向運動時，輸出的拉力值精確為F= F5-f= Fb-f即F= Fb- (Fa- Fb)/3= Fb+ (Fb- Fa)/3由1、2可知，無論拉繩往哪個方向運動，測量值結(jié)果相同。3、當(dāng)拉繩靜止時，與張力輥和測張輥之間存在靜摩擦。由1、2可知，測量的結(jié)果只與傳感器a、b測量值有關(guān)。即F= Fb+ (Fb- Fa)/3。將兩組傳感器測量出來的信號Fa、Fb，輸送給外部的信號控制器，控制器內(nèi)部編碼器通過上述計算可消除摩擦力的影響，輸出精確的張力值。本專利技術(shù)采用的方法是利用兩組張力傳感器串聯(lián)，利用兩組傳感器的測量值，通過信號控制器，計算出側(cè)張輥與帶材或線材之間的摩擦力，最終在結(jié)果里消除摩擦力的影響，得到更精確張力值的方法。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種可張力測量值的修正方法，其特征在于：所述修正方法包括以下步驟：（1）將兩個張力傳感器并排安裝在傳感器底座上，所述兩個張力傳感器串聯(lián)；（2）板材或線材上的力通過張力傳感器的測張輥穿過給張力感應(yīng)組件，兩個張力感應(yīng)組件得到的力Fa、Fb，修正計算得到當(dāng)前張力值F：F=Fb+（Fb？Fa）/2。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種可張力測量值的修正方法，其特征在于所述修正方法包括以下步驟 (1)將兩個張力傳感器并排安裝在傳感器底座上，所述兩個張力傳感器串聯(lián)； (2)板...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫建輝，單曉杭，周海清，周丹鋒，
申請(專利權(quán))人：浙江工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：