[发明专利]一种高速织机经纱张力信号放大调理电路

说明书

本发明为一种高速织机经纱张力信号放大调理电路，该信号放大调理电路包括供电模块、输入端子、初级差动放大模块、调零模块、次级差动放大模块、RC有源滤波模块和输出端子，输出端子连接织机主控系统，输入端子连接张力传感器，输入端子的VI+、VI‑引脚为张力传感器输出的mv级差动信号，输入端子和输出端子的传输线缆屏蔽线接口连接在一起，供电模块为输入端子提供+12V电力；初级差动放大模块以张力传感器输出的mv级差动电压信号VI+和VI‑作为输入，所述调零模块基于反向比例放大电路，所述次级差动放大模块以初级差动放大模块输出的V1和调零模块输出的V2作为次级差动信号输入。该电路能实现精准调零且信噪比高和抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及高速织机张力检测技术领域，具体涉及一种高速织机经纱张力信号放大调理电路。

背景技术

对于织机来说，张力控制是其织造过程中一个重要环节，张力的稳定与否直接影响织物的品质，而张力大小的准确测量是张力控制系统正常工作的前提。织机的经纱张力一般由梁式张力传感器进行检测，通过外部直流电源供电，输出为两路mv级差动电压信号，但该信号并不能直接送入织机主控制器如单片机或PLC的A/D转换模块中，且由于织机工作环境的影响，该信号易受各种噪声干扰而不稳定。因此，该信号须经过合理的放大及调理，转化为标准的0～5V或4～20mA电信号送入单片机或PLC的A/D转换模块中，而现有技术存在调零不准、信噪比低、抗干扰能力差等缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高速织机经纱张力信号放大调理电路，该电路能实现精准调零且有较高的信噪比和抗干扰能力，具有较强的实用价值。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种高速织机经纱张力信号放大调理电路，该信号放大调理电路包括供电模块、输入端子、RC有源滤波模块和输出端子，供电模块由输出端子的DC24V和GND引脚供电，输出端子连接织机主控系统，输入端子连接张力传感器，其特征在于：

该电路还包括初级差动放大模块、调零模块、次级差动放大模块；输入端子的VI+、VI-引脚为张力传感器输出的mv级差动信号，输入端子和输出端子的传输线缆屏蔽线接口连接在一起，供电模块为输入端子提供+12V电力；

初级差动放大模块以张力传感器输出的mv级差动电压信号VI+和VI-作为输入，所述调零模块基于反向比例放大电路，所述次级差动放大模块以初级差动放大模块输出的V1和调零模块输出的V2作为次级差动信号输入，RC有源滤波模块将上述次级差动放大模块输出的电压V3进行有源滤波之后输出稳定的0～5V电压信号Vo，电压信号Vo通过输出端子进入织机主控系统的A/D转换模块；上述初级差动放大模块、次级差动放大模块、调零模块均分别采用供电模块提供的±12V双电源供电。

本发明的有益效果如下：

(1)采用两级差动放大电路，且芯片均采用仪用放大器CLC1200，该芯片本身具有低功耗、低输入噪声和低功耗等优点，差动信号两输入端采用对称化设计，具有很高的共模抑制能力；芯片本身的输入噪声会随信号一起被放大，两级差动设计将总共几百倍甚至上千倍的放大倍数分为两级(G1*G2)，次级差动放大电路可将初级放大电路放大的噪声通过调零消除，改善了单级放大中芯片本身的输入噪声信号被放大而无法消除的缺陷；

(2)具有独立的调零模块，能抵消张力传感器本身的固有误差；通过调节可变电阻RF1输出-1V～+1V调零电压，能够解决当传感器输出的差动电压信号为负时无法准确调零的缺陷，提高测量信号的准确性；各运放芯片供电引脚均连接了瓷片去耦电容，以此提升供电电压的稳定性和芯片本身的抗干扰能力；传感器输出的mv级差动信号经输入端子2进入运算放大器之前进行了低通滤波，放大后的信号在通过输出端子7输出之前也经过了RC有源滤波，此两次滤波可滤除高频噪声对信号的影响，提升信号的稳定性与可靠性；