子科技大学硕士学位论文目录摘要第章绪论课题背景及研究意义国内外清纱器研究现状论文主要研究内容国内外清纱器研究现状课题背景及研究意义第章绪论子科技大学硕士学位论文目录摘要,万方数据杭州电,万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文目录摘要第章绪论课题背景及研究意义国内外清纱器研究现状论文主要研究内容第章清纱器技术介绍电子清纱器的检测技术电容式检测原理光电式检测干不匀率条干不匀率是指沿着纱线长度方向上的单位长度的重量不均匀的程度。引起条干不匀率的因素有很多，包括原生产材料混杂以及纺纱过程中机器牵引引起的质量不均匀等等。因此，通过条干不匀率的分析，可以反应出造成纱线质量不好的几种影响，对于提高纱线生产质量有着重大意义。条干不匀率的计算如式所示。其中除表示条干不匀率以外，其他参数定义与式相同。在实际检测纱线的条干不匀率时，纱线的长度选取有定的长度限制。当选取长度为的纱线进行检测时，条干不匀率记为。当检测的纱线长度增大时，值也相应变大。当趋向时，所得的条干不匀率值称为条干总不匀，记作。实际检测现场，选取均匀度近似的纱线进行检测。选取米左右的纱线检测时，所得的条干不匀率接近条干总不匀。目前，条干不匀率的统计方法被广泛应用在纱线的质量检测中，市场上目前有许多公司开发条干分析仪，其中值是条干分析仪的主要指标。瑞士乌斯特公司是电清制造业的领导者，其生产的条干分析仪也直占据着国际市场，由于技术的领先性以及市场的占有率，使得乌斯特公司的产品垄断着包括条干分析仪在内的相关产品。因此，乌斯特公司的相关产品价格较高。近年来，国内电清厂家研制条干分析仪，以长岭的系列为例，国内的条干分析仪以乌斯特公司的条干分析仪为标准设计，在技术以及稳定性上与国外的技术有定的差距。万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文其他统计方法纱线质量检测统计方法还有变化系数以及快速傅里叶变换等。变化系数是种鉴于纱线缺陷分析的参数指标，可以反映出纱线的厚度超过设定阈值部分占总体检测纱线长度的比例。快速傅里叶变换是目前信号处理中较常用的算法，通过离散傅里叶变换来反映检测数据中的周期性变化，在纱线检测中，可以用来检测周期性的纱疵参数。纱线信号的统计，目的在于对纱线检测的质量反映，不同的统计方法可以反映出纺纱工艺过程中的不同缺陷，纱线的统计量分析对于提高纺纱工艺有很大的作用。本章小结本章主要介绍了目前应用在纱线检测中主要两种传感技术，同时介绍了几种纱线信号分析的方法。本文设计的纱线检测系统将会基于本章介绍的电容式检测为理论基础。万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文第章电容传感器设计电容检测电路的介绍电容传感器的核心是电容传感电路的设计，电路设计的目的就是要把电容的变化量转化为可检测的电压变化量，经过转换后的信号放大后输送给微机进行处理，将所得信号处理解析后在仪器上进行直观的显示，因此，电容检测电路的性能决定了电容传感器的性能。常见电容检测电路电容传感器的检测通过电容检测电路来实现，常见的电容检测电路主要有电桥检测法以及振荡检测法，本小节将对这两种检测电路作介绍。电桥检测法电桥检测法即调幅法,调幅法的检测电路中，电桥电路通常是或的形式，即电感电容或者电阻电容，而电桥的桥臂部分有电容传感器，将参考阻抗接在电桥桥臂上，并且外接频率幅度相同的电压信号，达到平衡电桥的作用，通过后续的处理，可以得到电压信号与检测电容成正比关系，其原理如图所示。或电桥放大检波滤波输出电压信号图电桥检测法振荡检测法振荡检测法即调频法,调频法与调幅法不同，调频法是通过电容与频率之间的转化关系来达到检测电容的目的。调频电路与调幅电路相似，调频电路由电阻电容电路或者电感电容电路加上施密特触发器构成谐振回路，将电路中的检测电容接入到振荡电路中，当电容发生变化，引起的谐振电路的频率变化，通过鉴频电路可以得到反应频率变化的电压信号，通过对电压信号的放大检测可以反应出电容的变化，从而得到电路中的电容值，其原理如图所示。或并联组成的震荡回路限幅鉴频器放大器输出电压信号图振荡检测法万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文现在的传感器技术中，使用调频电路作为检测电路的方案比较常见,调频法检测与调幅法相比有着自身的优点，调频法与调幅法相比，有着电路设计结构简单的优势，同时，调频法检测的频率较容易得到数字量信号，并且设计高振荡频率的调频振荡电路，可以得到易于微机处理的伏特级别信号，有利于信号的采集与分析。本文设计的基于电容检测的传感器电路，其基本原理就是设计检测电容调频电路。传感器结构设计及介绍本文设计的电容传感器主要由检测电容检测电路振荡电路以及二级运算放大器构成。图为传感器原理框图。图传感器原理框图高频振荡电路振荡器是种能量转换器，振荡器无需外部激励就能自动地将直流电源供给的功率转换为指定频率和振幅的交流信号功率输出。本文设计的振荡电路需要产生左右的高频振荡频率，因此选用种正弦波振荡电路。振荡电路的种类繁多，根据反馈方式的不同，可分为互感反馈振荡器，电感反馈三点式振荡器，电容反馈三点式振荡器。电容反馈三点式振荡器稳定性好，输出波形理想，振荡管分布参数小，并且频率可以做得较高，设计电路如图所示。检测电路振荡电路放大器放大器检测电容纱线信号输出万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文屏蔽地振荡器输出信号图高频振荡电路原理图从图中可知，三极管与谐振电路由组成构成电容三点式振荡电路。三极管导通后将向由组成的谐振电路充电，使其激发起自然振荡，振荡频率有电感由及其两端的等效电容决定。谐振电路受激励产生的自然振荡电压通过由分压后经过反馈进入的发射极。每个振荡周期内，电源通过向谐振电路补充能量，使谐振电路中的振荡能够维持住并输出到检波电路中。谐振电路中，构成的电容值为，电感的值为，由频率的计算公式可得计算出振荡电路产生频率为的正弦波。在硬件的实际测试中，测得振荡频率的范围为。电路中特别添加二极管，起作用为防止进入深饱和状态，在深饱和的状态下，会使振荡器的频率稳定性下降，从而造成检测电路产生附加噪声。信号检测电路信号检测电路的实质是平衡检波电路，当检测电容中纱线质量发生变化时，振荡电路中的谐振频率将偏离振荡频率，通过信号检测电路中的二极管的整流检波作用，将代表纱线质量变化的信号检测出来。如图中所示，二极管电阻和二极管电阻分别构成两个并联的检波电路，当振荡电路通过馈入振荡电压时，两个检波器分别产生极性同为左正右负的直流电压。输出电压为检波电压的差值即。万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文来自振荡器信号模拟地检测电压输出图信号检测电路尽管两个检波器的电路形式相同，但由于所处的位置不同，所起到的作用也不相同。和构成的检波电路，其两端的电压值只取决于振荡器输入的交流电压振幅值，当输入交流振幅稳定时，电压值也为定值。在上小节中介绍，振荡电路产生的振荡信号比较稳定，且实际测得检波值比较稳定。和构成的检波器并联在电容两端，而与图中的，以及电阻起构成谐振回路。传感器正常工作时，由于检测电容值的变化，使得的电压值变化，从而使得构成的谐振回路频率变化，进而影响两端的电压值变化，则两端的检波电路发生变化。信号放大电路从传感器检测电路出来的纱线信号很微弱，般只有或量级，般用于信号处理的单片机处理器很难对这样数量级别的信号进行处理，就算可以处理，由于信号的变化微弱，很难