[实用新型]基于增量式编码器实现的高精度带材延伸率测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于增量式编码器实现的高精度带材延伸率测量系统。属于电学领域。

背景技术

随着现代化生产的发展和科学技术的进步，尤其是计算机在轧钢生产自动控制系统中的广泛应用，对轧钢产品的质量，特别是产品外形尺寸精度、板形精度和性能等方面的要求愈加严格。因此，对轧钢生产设备、控制精度和自动化水平的要求也越来越高。

在我国，装备较先进的现代化板带冷轧机及控制系统基本上都是引进设备，其中许多理论问题以及所采用的先进技术，有待进一步消化研究。平整轧制是保证冷轧带钢成品质量的最后一道并且非常重要的工序，而延伸率是平整机在轧制过程中控制带钢质量的唯一力学性能指标，延伸率的值是根据带钢组织结构和最终用途所确定的，它的大小和均匀程度也会直接影响带钢的平整质量好坏和加工性能的提高。通过现场实践与不断的改进，平整机的平整工艺和产品的质量都达到很高的阶段。但是延伸率的总体控制依然不完善，它阻碍了带钢生产的正常运行与各项经济技术的前进。

延伸率是指平整轧制前后带钢长度的变化率，延伸率测量最困难的环节在于精确的测量轧制前后带钢的长度，一般认为需要在轧机的出入口安装激光测速仪，但激光测速仪价格十分昂贵，不适应在我国普及使用。国外也正在试图采用编码器进行延伸率的研究。但是编码器累计的偏差会影响到测得的入口和出口带钢长度的精度，也就是延伸率测量的精度，从而影响到延伸率的控制。

发明内容

为了达到上述目的，本实用新型提供一种基于增量式编码器实现的高精度延伸率测量系统。利用增量式编码器，通过附加高频时钟的方法解决在一定区段内记录的脉冲个数少的问题，精确测量入口和出口带钢长度，实现高精度延伸率测量。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：基于增量式编码器实现的高精度延伸率测量系统，该系统包括入口出口各一个500～1000线的线数相同的增量式编码器，差动输入变换电路，10MHz高频方波发生器，增量式编码器信号采集电路，智能控制器。其中，增量式编码器信号采集电路主要是由FPGA及其外围电路组成。智能控制器主要是由PIC单片机及其外围电路组成。

本实用新型的连接方式如下：入口出口增量式编码器与差动输入变换电路的输入相连，差动输入变换电路的输出与编码器信号采集电路的输入相连，信号采集电路的输出与智能控制器的输入相连。智能控制器设有高频计数器溢出判断，输出的清零控制信号与计数器相连，两个高频计数器中只要有一个溢出，自动使清零信号有效（全部清零）。通过智能控制器和硬件电路的相互配合工作，达到实现精确测量出口和入口带钢长度的目的，从而计算出延伸率。

本实用新型利用高频时钟，采用两个编码器定时和定长并用的采样方法，减小了记录脉冲个数少时所带来的测量误差。通过FPGA编程实现的信号采集电路获得出口入口增量式编码器相应脉冲数，将上述获得的高频计数信息送至智能控制器PIC单片机中处理，计算出延伸率，并使用智能控制器中的相应程序，对信号采集电路进行控制，从而完成对系统的智能管理。

本实用新型的有益效果是系统的结构紧凑，制作成本低，电路简单，工作可靠，自成一体，便于推广。本实用新型的创新之处是采用附加高频时钟的方法解决在一定区段内记录的脉冲个数少的问题，高频时钟的频率是固定的，采用石英晶体振荡源频率可以十分稳定。此外，该系统还采用两个编码器定时和定长并用的采样方法。并且运用FPGA进行编码器信号的采集。本实用新型可以有效进行延伸率计算，消除累计偏差，保证测量精度，降低了技术成本，提高了延伸率控制精度。

附图说明

图1是基于增量式编码器实现的高精度带材延伸率测量系统原理示意图。图中1.入口增量式编码器，2.出口增量式编码器，3.差动输入变换电路，4.10MHz高频方波发生器，5.编码器信号采集电路，6.智能控制器。

图2是附加高频时钟细化计数示意图。

图3是附加高频计数测量示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细地说明。

如图1所示，基于增量式编码器实现的高精度带材延伸率测量系统：入口出口各一个500～1000线的线数相同的增量式编码器1和2，差动输入变换电路3，10MHz高频方波发生器4，增量式编码器信号采集电路5，智能控制器6。其中增量式编码器信号采集电路5主要是由FPGA及其外围电路组成。智能控制器6主要是由PIC单片机及其外围电路组成。