[实用新型]自动绕线拉力检测仪

说明书

一种用于电气上自动绕线圈时测量铜线承受拉力的测试仪器，属绕线机及装置领域。

目前电气上使用的各种绕线机，都没有拉力检测装置，不知道在绕线过程中铜线所受拉力的大小，无法控制线圈绕成后的阻抗。

本实用新型的目的是设计一种拉力检测仪，与自动绕线机协调工作，瞬时检测在绕线过程中，铜线所受拉力的大小，以便及时调整机械装置，保证绕圈绕成后，其阻抗在规定范围之内。

本实用新型工作原理是根据力学原理，建立数学模型，用电路实现拉力检测仪。由力学原理知道，当一个中心有支点的圆盘，其转动时的扭矩M＝c (w)/(n) ，w是施加在圆盘上的功率，n是圆盘的转速，c是常系数。用另一数学式表示有M＝pr，r是圆盘中心至圆周上的半径，p是圆盘所受切向拉力，经代数运算后有p＝ (V₀²)/(n ) · 1/(r) ·k，K＝ (C)/(R) ，这里v_o是拖动绕线线圈转动的电动机电压，R是该电动机电枢绕组的电阻，r是被绕线圈的平均半径，p是线圈绕制过程中铜线所受的拉力。

图2是电路方框图，下面就图2详细叙述用电路实现上述数学模型的工作原理；图中v_o是施加于直流电动机电枢绕组的电压。该电动机转轴上按装有一个圆盘，圆盘上开有一个小孔，通过光电转换，测得电动机转速n，n是一串脉冲，经过数一模变换后变成直流电压v_n。k系数是一个常数，可预先规定它的输入量，这里是用市售的拨盘预置输入，经BCD码变换和数一模变换，把拨盘输入的十进制数字信号变为直流电压V_k。r系数用同样方法变换为直流电压v_r，四路信号经过乘除电路后输出电压V_F＝ (V02)/(Vn) · (VK)/(Vr) ，V_F再经模一数变换后，就可以显示出线圈在绕制过程中，铜线瞬时所承受的拉力。预置输入的v_k、v_r大小，是可以调节的，由标准的应力仪校准后确定。数字显示输出的拉力单位是克。

图3、图4分别是k系数和r系数预置拨盘输入的电压变换电路。“预置拨盘”有市售产品，余下的电路是数一模变换电路。

图5是V_F经过模－数变换后用数码显示线圈在绕制过程中铜线承受的拉力（克为单位）。

图6是乘除电路，图中IC₁和IC₂构成对数放大器，T₁和T₂的基极－发射极之间电压差，等于输入电压v_o和v_n的对数差，该对数差经过IC₂放大（1＋ (R₆)/(R₅) ）倍输出到下一级的反对数放大器IC₃，IC₄的输入v_o经过T₄作对数变换后加到T₃的发射极，因T₃的Ic和它的v_be成指数关系，所以IC₃的输出为 (V₀²)/(V_n) 。下半部电路的工作原理和上半部相同，最后输出为V_F＝ (V₀²)/(V_n) · (V_K)/(V_r) 。

图1是本实用新型的结构图，它和自动绕线机设计在同一个装置上，本实用新型的全部电路，安装在机壳1内，8是绕线机构支承座，10是支承座的底板，9是绕线机构（支承绕线线圈和绕线往返调整装置），7是数码显示拉力的窗口，5是绕制线圈总匝数的数码显示窗口，3是预置总匝数的拨盘，4是预置层匝数的拨盘，6是线径预置拨盘。