称重传感器在带式输送机胶带张力测试中的应用研究

李慧慧

摘 要： 本文基于计算机控制系统的带式输送机和ATmega8 单片机系统进行探究，分析计算机和单片机联合应用下，胶带张力实时监控和张力曲线表现，现将其分析如下。

关键词： 称重传感器;带式输送机;胶带张力测试;研究

【中图分类号】TH222     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）07-0201-01

作为验证带式传输机的关键参数，胶带张力是分析其生产传输能力的要点。胶带张力测试依赖多种传感器实现信息采集和验证处理。本系统结合计算机技术，以张力信号物理量和传感器为研究内容，积极分析电压型号和数据的自动化记录和处理效果，希望能够为提升计算机控制试验能力，优化其分析试验结果奠定基础。

1 探讨胶带张力测试的主要原理和装置测试组成

1.1 承重传感器分析

结合我国带式传输机的实际测试条件和表现进行研究，结合现有的实验装置条件和验证结果，分析带式传输器的关键动力参数特点，在具体选用传感器的精度和量程方面进行相应的研究分析。本测试系统选用的称重传感器为电阻应变式传感器，供桥电压范围控制在5-15v。

1.2 张力测试装置运行原理

为了保证胶带运行正常，传统的胶带张力测试方法存在局限性，因此需要采用合理的装置控制其压力范围，可以采用压力滚筒数值方向的受力值作为参考，并通过分解应力得到张力。胶带张力测试装置示意图如下图1所示。

以上计算可知，传感器的受力数值大小差异不大，通过硬件电路和软件数据处理就可以得到实际的传感器受力值，可通过测量张力角就可以获得胶带的张力值。

2 系统的硬件设计研究分析

因为称重感应器可以得到直接的毫伏级模拟信号，可在原有的张力测试模块中加入运算放大器、单片机模数转换器。OP07属于低失调运算放大器的一种，其主要的性能阐述有电压电源±22v;消耗电流2.5mA;功能耗量为500mW。

分析张力测试模块的电路原理图，因为称重传感器的输出信号不高，属于毫伏级的电路，对比传统的运算放大器，该系统需要考虑放大后存在的失调电压的影响。建议采用分级放大的方式，先对称重传感器信号进行放大，失调电压约在 10uV。经过一级放大信号后，普通的运算放大器失调电压的影响也不足为患。考虑到第二级需要，因此建议采用LM324普通运算放大器。

结合称重传感器的组成和基本电路可知，传统的传感器的信号不稳定，十分容易发生跳变的问题，在空载时候，因为变片容易发生微小的变形，会导致信号发生零位漂移。这可能是传感器自身的零点不平衡所致，因此在硬件电路设计时候，建议选用OP07完成基准调零控制，最抑制致零位漂移。

3 胶带张力数据值求取

因为传感器和单片机的数字信号不一致，传感器的信号和时间可实现连续模拟信号，但是单片机的信号属于离散数字信号，因此只能够在特定的选定时间内对输入信号进行数值模拟取样，最后将这些取样模型转换成模拟数字信号，转译成数字量。

3.1 放大电路输出电压计算求值

从以上硬件设计可知，输入压差信号经过放大后输出电压加算负载值发生变化。需要按照線性关系和ADC电压进行对应的传感器负载计算。

3.2 ADC转换计算流程

现分析A/D转换结果，参考电压为外部引脚，且采用左对齐的方式获得8位精度转换结果。可采用连续转换的方式进行系统时钟转换分析，并探讨其完成查询定位功能能力。考虑到转换结果属于左端对其，因此只需要采用8位精度，仅需取读ADCH寄存器数据就可完成转换要求。若非如此，需要先取读ADCL的寄存器，之后保证寄存器数据内容属于同一次转换结果。

3.3 软件设计研究

按照以上计算要求，称重传感器在带式输送机胶带张力测试需要应用“通信模块”、“测力模块”两种，第一个方法实现了称重传感器的综合测试，第二个响应计算机软件的测试计算要求，最后将测试结果发送到计算机，整个承重感应器测如下。首先，采用C + + Builder6.0 平台虚拟程序运行模型，其次运用微软的 ActiveX 控件 MScomm实现计算机的单片机串行通信，最后实现称重传感器间接测试张力。

4 结语

综上所述，承重传感器可以满足带式传输机测试胶带张力测试要求。可以直接将测量数据结果通过串行通信送往计算机，通过强大的计算机处理功能可以绘制相应的张力曲线，为带式传输机的动态设计提供科学可信的数据参考，建议研究推广。

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