申请/专利权人：浙江致信智控装备有限公司

申请日：2019-08-30

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN110411639B

主分类号：G01L5/10

分类号：G01L5/10;G01L1/22

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.11.29#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要：本发明提供了一种纱线的张力传感器，包括底板、上S臂、下S臂和陶瓷薄梁、应变电阻，上S臂粘接在陶瓷薄梁上表面的一端，下S臂粘接在陶瓷薄梁下表面的另一端，所述上S臂上端开有供纱线通过的U型槽，下S臂下端与底板固连，应变电阻印刷烧结到陶瓷薄梁上表面。用S型力传感的方法，进行可靠测量，一个电路基板上可集成多个感应模块，一个电路就可以监测多条纱线的张力，占用空间小，节省了成本。

主权项：1.一种纱线的张力传感器，其特征在于，包括底板（2）、上S臂（3）、下S臂（4）和陶瓷薄梁（5）、应变电阻（10），上S臂（3）粘接在陶瓷薄梁（5）上表面的一端，下S臂（4）粘接在陶瓷薄梁（5）下表面的另一端，所述上S臂（3）上端开有供纱线通过的U型槽（6），下S臂（4）下端与底板（2）固连，应变电阻（10）印刷烧结到陶瓷薄梁（5）上表面，所述上S臂（3）包括承压部（31）和上弧形部（32），U型槽（6）位于竖直部上，下弧形部（42）下端与陶瓷薄梁（5）粘接，所述下S臂（4）包括竖直连接部（41）和下弧形部（42），下弧形部（42）上端与陶瓷薄梁（5）粘接，竖直连接部（41）下端与电路基板（1）粘接，还包括电路基板（1），其特征在于，所述底板（2）粘接在电路基板（1）上表面，所述电路基板（1）通过漆包线（7）与陶瓷薄梁（5）连接，所述底板（2）、上S臂（3）、下S臂（4）和陶瓷薄梁（5）形成一个感应模块，所述感应模块的数量为若干个，且若干个感应模块连接在电路基板（1）上表面。

全文数据：一种纱线的张力传感器技术领域本发明属于张力感应器技术领域，涉及一种纱线的张力传感器。背景技术张力传感器主要用于检测纱线的张力值，张力传感器的主要功能零件是应变计或应变片，当受到外压力时应变片的电阻值也随之改变，改变值的多少将正比于所受张力的大小，通过将电阻值的变化数值换算成张力值。从结构上分类，常见的纱线张力传感器有C型、P型、I型、S型。纱线经过传感器时，压在一个带有磁体的弹片上，弹片发生弯曲，弹片上磁体的运动被传感器转换成纱线张力的信号。上述的纱线传感器都是单独的控制电路对应单个感应模块，不仅所占空间大，而且成本也高。而且现有张力传感器存在的问题，都是模拟量输出，后端需要AD转换，因此会对传输线材和距离有一定的要求，传输线也比较多。发明内容本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种纱线的张力传感器，用S型力传感的方法，进行可靠测量，一个电路基板上可集成多个感应模块，一个电路就可以监测多条纱线的张力，占用空间小，节省了成本。本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种纱线的张力传感器，包括底板、上S臂、下S臂和陶瓷薄梁、应变电阻，上S臂粘接在陶瓷薄梁上表面的一端，下S臂粘接在陶瓷薄梁下表面的另一端，所述上S臂上端开有供纱线通过的U型槽，下S臂下端与底板固连，应变电阻印刷烧结到陶瓷薄梁上表面。陶瓷薄梁是氧化铝陶瓷片，在氧化铝陶瓷片上印刷烧结应变电阻，应变电阻组成电桥。当感应模块受到外界压力时，陶瓷薄梁发生变形，导致烧结在上面的应变电阻跟着发生变形，应变电阻的阻值发生变化。纱线在导轮的作用下穿过U型槽并挤压U型槽，纱线的张力传递到上S臂上，陶瓷薄梁感应到下压力，陶瓷薄梁上设有感应电路，电路基板下表面设有转换电路，感应电路将下压力数值传递到转换电路。本张力传感器的一块电路基板上设置有多个感应模块，可同时处理多条纱线。进一步的，所述上S臂包括承压部和上弧形部，U型槽位于竖直部上，下弧形部下端与陶瓷薄梁粘接。进一步的，所述下S臂包括竖直连接部和下弧形部，下弧形部上端与陶瓷薄梁粘接，竖直连接部下端与电路基板粘接。进一步的，所述上S臂的上弧形部下表面粘接有上限位片。上限位片防止上S臂承受压力变形过大而挤坏陶瓷薄梁。进一步的，所述下S臂的下弧形部上表面粘接有下限位片。下限位片防止下S臂承受压力变形过大而挤坏陶瓷薄梁。进一步的，所述下S臂与底板为一体式结构。进一步的，作为另一种方案，所述下S臂与底板通过胶水粘接。进一步的，所述上S臂和下S臂为铝材制成。进一步的，还包括电路基板，所述底板粘接在电路基板上表面，所述电路基板通过漆包线与陶瓷薄梁连接。进一步的，所述底板、上S臂、下S臂和陶瓷薄梁形成一个感应模块，所述感应模块的数量为若干个，且若干个感应模块连接在电路基板上表面。与现有技术相比，本纱线的张力传感器具有以下优点：1.采用轻质铝材制成上S臂和下S臂，安装简便，重量小，坚固耐用。2.陶瓷薄梁长寿命高可靠，无氧化无金属疲劳。3.一个电路基板可集成多个感应模块，一个电路就可以监测多条纱线的张力，占用空间小，节省了成本。4.现场总线方式通信，布线方便，传输距离长，稳定可靠。5.将应变电阻直接印刷烧结到陶瓷薄梁上，烧结稳定可靠，避免了应变片粘贴老化失效的问题。附图说明图1是纱线的张力传感器的结构示意图。图2是纱线的张力传感器的侧视图。图3是感应模块的立体结构示意图。图4是本纱线的张力传感器总线接口框架图。图中，1、电路基板；2、底板；3、上S臂；31、承压部；32、上弧形部；4、下S臂；41、竖直连接部；42、下弧形部；5、陶瓷薄梁；6、U型槽；7、漆包线；8、上限位片；9、下限位片；10、应变电阻。具体实施方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。如图1-2所示，纱线的张力传感器包括底板2、上S臂3、下S臂4和陶瓷薄梁5、应变电阻10，上S臂3粘接在陶瓷薄梁5上表面的一端，下S臂4粘接在陶瓷薄梁5下表面的另一端，所述上S臂3上端开有供纱线通过的U型槽6，下S臂4下端与底板2固连，应变电阻10印刷烧结到陶瓷薄梁5上表面。如图3所示，所述上S臂3包括承压部31和上弧形部32，U型槽6位于竖直部上，下弧形部42下端与陶瓷薄梁5粘接。所述下S臂4包括竖直连接部41和下弧形部42，下弧形部42上端与陶瓷薄梁5粘接，竖直连接部41下端与电路基板1粘接。所述上S臂3的上弧形部32下表面粘接有上限位片8。上限位片8防止上S臂3承受压力变形过大而挤坏陶瓷薄梁5。所述下S臂4的下弧形部42上表面粘接有下限位片9。下限位片9防止下S臂4承受压力变形过大而挤坏陶瓷薄梁5。所述下S臂4与底板2为一体式结构，所述上S臂3和下S臂4为铝材制成。纱线的张力传感器还包括电路基板1，所述底板2粘接在电路基板1上表面，所述电路基板1通过漆包线7与陶瓷薄梁5连接。所述底板2、上S臂3、下S臂4和陶瓷薄梁5形成一个感应模块，所述感应模块的数量为若干个，且若干个感应模块连接在电路基板1上表面。如图4所示，总线接口框架图凸显本张力传感器通过总线方式通讯的优势，布线方便，传输距离长，稳定可靠。陶瓷薄梁5通过信号调理放大电路将桥式电路小信号转换成标准的电压信号输入到32位高性能ARM芯片，32位高性能ARM芯片将获取到的原始数据做一定的数据变换，转换成稳定的张力值。感应模块提供高精度的电压基准芯片，以保证采集模拟量的精度。同时感应模块提供自校准按钮，配合自校准电路，方便调试时进行校准，提高安装效率。输出接口采用485总线接口，协议采用标准的ModBusRTU协议，方便其他工控设备获取张力值，在总线接口处采用TVS或PPTC隔离保护电路，保证接口的可靠性，同时采用总线方式能够进行高效的布线安装。纱线在导轮的作用下穿过U型槽6并挤压U型槽6，纱线的张力传递到上S臂3上，陶瓷薄梁5感应到下压力，陶瓷薄梁5上设有感应电路，电路基板1下表面设有转换电路，感应电路将下压力数值传递到转换电路。本张力传感器的一块电路基板1上设置有多个感应模块，可同时处理多条纱线。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

权利要求：1.一种纱线的张力传感器，其特征在于，包括底板2、上S臂3、下S臂4和陶瓷薄梁5、应变电阻10，上S臂3粘接在陶瓷薄梁5上表面的一端，下S臂4粘接在陶瓷薄梁5下表面的另一端，所述上S臂3上端开有供纱线通过的U型槽6，下S臂4下端与底板2固连，应变电阻10印刷烧结到陶瓷薄梁5上表面。2.根据权利要求1所述的一种纱线的张力传感器，其特征在于，所述上S臂3包括承压部31和上弧形部32，U型槽6位于竖直部上，下弧形部42下端与陶瓷薄梁5粘接。3.根据权利要求2所述的一种纱线的张力传感器，其特征在于，所述下S臂4包括竖直连接部41和下弧形部42，下弧形部42上端与陶瓷薄梁5粘接，竖直连接部41下端与电路基板1粘接。4.根据权利要求3所述的一种纱线的张力传感器，其特征在于，所述上S臂3的上弧形部32下表面粘接有上限位片8。5.根据权利要求4所述的一种纱线的张力传感器，其特征在于，所述下S臂4的下弧形部42上表面粘接有下限位片9。6.根据权利要求5所述的一种纱线的张力传感器，其特征在于，所述下S臂4与底板2为一体式结构。7.根据权利要求5所述的一种纱线的张力传感器，其特征在于，所述下S臂4与底板2通过胶水粘接。8.根据权利要求1所述的一种纱线的张力传感器，其特征在于，所述上S臂3和下S臂4为铝材制成。9.根据权利要求1所述的一种纱线的张力传感器，其特征在于，还包括电路基板1，其特征在于，所述底板2粘接在电路基板1上表面，所述电路基板1通过漆包线7与陶瓷薄梁5连接。10.所述底板2、上S臂3、下S臂4和陶瓷薄梁5形成一个感应模块，所述感应模块的数量为若干个，且若干个感应模块连接在电路基板1上表面。

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