基于电阻应变传感器的纺织小张力测试技术研究

更新时间：2020-03-21 06:14:10 大小：5M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：电阻传感器嵌入式数字处理 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

在丝绸纺织品加工过程中，生丝张力是一个十分重要的参数，它的大小和稳定性直接关系到产品质量和生产效率。但由于生丝直径细、张力小，要有效提取小张力信号非常困难，在检测过程中易受环境噪声、温度等干扰，到目前为止国内外检测微小张力变化的传感器测试精度都不高。论文重点针对当今微小张力传感器设计开发过程中遇到的温漂、时漂、噪声干扰等问题，将传统的电阻应变传感技术与精密模拟放大技术相结合，提出嵌入式数字处理方案，实现对小张力的有效测试。论文主要内容包括： (1)分析电阻应变传感器工作原理和静态特性，合理选择传感器电桥电路、供电方式以减少传感器自身非线性及温度对它的影响，提高传感器的灵敏度，并根据传感器前期实验数据，利用最小二乘曲线拟合法建立传感器输入输出数据处理模型，为传感器信号处理电路的设计奠定基础。 (2)针对电阻应变传感器易受温度干扰的特点，重点研究用曲面拟合法对传感器进行温度补偿，并进行仿真实验。在此基础上提出了一种基于单片机系统的温度特性补偿算法，即把曲面拟合分解成由最小二乘拟合法和线性插值法相结合的方法。实验证明，该方法可以有效的融合张力和温度信息，补偿精度较高，容易在微处理器中实现。 (3)研究并设计传感器信号处理电路。根据输入信号特点及电路设计要求，对小信号放大电路进行噪声分析，建立噪声模型。选择了高精度低噪声的斩波稳零芯片TLC2652作为小信号放大电路的核心器件，设计相应的小信号放大滤波电路，并采取相应的抗干扰技术，从硬件上有效提取微伏级小信号。选择了性价比较高且具有DSP功能的凌阳16位单片机SPEC061A作为数字处理电路的核心处理芯片，实现对系统误差的综合补偿。 (4)根据最小二乘建模方法，并结合SPEC061A的内部资源从软件上实现了传感器的数据自动建模、温度自补偿等功能，通过静态标定方式对传感器内部参数进行自动更新，在一定程度上实现了传感器的智能化。该课题基本实现了对30克以内小张力的测试。实验结果表明，该传感器对小张力测试精度基本符合设计要求。