【毕业学位论文】（Word原稿）生产传动中的张力控制系统-电气工程及其自动化

类别： 非全日制本科生 密级 华中科技大学 毕业设计 论文 题 目：生产传动中的张力控制系统 院 系：远程与继续教育学院 专 业：电气工程及其自动化 年 级： 2010 年秋 学 号： 姓 名： 指导老师： I 目 录 摘要 . . 、选题背景 . 1 题设计要求 . 1 题设计的目的与意义 . 1 二、方案论证 . 2 1、系统结构图 . 2 纯的张力控制系统结构图 . 2 产传动中的张力控制系统结构图 . 3 2系统构件组成 . 5 3. 工作原理介绍 . 5 三、过程论述 . 7 . 7 2. 选择 . 9 3. 选择 . 9 . 11 . 12 . 13 7. E/P (电气比例阀 )的选择 . 15 8. 差动变压器 )的选择 . 16 四、结果分析 . 18 1传统收卷装置的弊端 . 18 2张力控制变频收卷的优点 . 18 讯的干扰 . 18 变频器的控制 . 19 五、总结 . 20 致谢 . 22 参考文献 . 23 录 . 24 要 张力控制系统主要是由张力控制器和张力传感器组成的，应用于织布 、 造纸 、塑料薄膜 、 冶金等设备，是一种实现设定张力，保持恒定不变的自动控制系统，其作用主 要是实现多个传动点间的同步运行，发送和卷取均匀控制。 张力控制在设备运行速度上不受限制，都必须保持与设定值一致，允许一定的误差存在，包括设备加速，减速和匀速运行。即便是在按下紧急停车情况下，也不会损坏产品或是产品松脱。张力的稳定与否直接影响产品品质和产量。若张力不足，产品生产运行中因漂移，出现折痕现象或是设备无法开启；若张力过大，产品易拉断，导致挡机。 本毕业设计（论文）的主要内容是介绍生产工作中实际应用的张力控制系统，张力控制系统在生产中通过张力的大小设定，张力的大小检测，两者之间比对计算后，再通 过多点传动的速度反馈和速度补偿，实现生产产品上的张力控制，使产品达到客户要求。 关键词 ： 张力控制 张力控制器 张力传感器 is of in Is a to is to of of is to a of in it or of or of a on If is to in or be if is is to in of is to in of in by of is of of on of so 1 一、选题背景 题设计要求 设计一个生产电子级玻璃纤维布的张力控制系统。通过人机界面 ,可编程控制器 ,张力控制器 ,张力传感器 ,差动变压器 ,电气比例阀 ,电压电流信号转换板 ,变频器 ,三相异步电动机 ,编码器 ,组成一个闭环系统，使系统张力控制在生产条件下张力的设定值 ，即为生产中保持布面张力恒定不变 的控制系统 。 题设计的目的与意义 在工业生产的诸多行业中，张力控制广泛应用。随着电子工业的繁荣，电子级玻璃纤维布的需求迅速增长。 目前全世界玻璃纤维年总产量已达到 250 万吨，其中电子级玻璃纤维年产量已突破 30万吨，约占总产量的 13左右。在电子级玻璃纤维中，约有 15万吨是覆铜箔板用电子级玻璃纤维布。 电子级玻璃纤维布 其主要性能特点：电绝缘性能好、防火阻燃、防水、耐老化、耐气候性、高强度、高模量等特点。 被广泛用于制作环氧 覆铜基板、绝缘板、 印刷电路板 、 矽胶绝缘导热布、缘绝布、防火布、工程塑料补强、 及航空、军工领域 等 ，其生产工艺中张力的控制尤为重要，直接影响布面的品质，导致应用中性能严重下降，甚至无法应用。电子级玻璃纤维布的性能优良必须配上准确控制张力的张力控制器，才能对系统的高效可靠提供保证。 张力控制是生产过程中极其重要的一环，良好的张力控制能够确保产品质量，提高生产效率。 为了满足高品质的电子级玻璃纤维布制品的生产要求，本文就电子级玻璃纤维布生产工作中 的张力的控制系统进行了研究，分析了整个生产传动中的张力控制系统。包括生产传动中的张力控制系统的构成，控制原理；卷曲控制过程的分析，构件选择； 传统卷取与现在卷取对比，技术难点的解决。 同时本课题设计也是让我们熟练掌握课本上相关的理论知识，也是学习新知识 、巩固加深所学理论联系实际的一个过程，提高我们的综合运用能力，独立思考能力和解决问题的能力。 2 二、 方案论证 1、系统结构图 纯的张力控制系统结构图 单纯的张力控制系统是由张力控制器，张力传感器，磁粉刹车或就是张力控制器和张力传感器构成。 采用磁粉离合器控制输入收卷辊的转动力矩，以达到张力稳定的控制方案磁粉离合器由主动部分和从动部分组成，通过万向联轴器等传动机构与收卷辊相连，中间填入微细铁磁粉作为力矩传递媒介。激磁线圈通入一定电流形成磁场。磁粉被磁化。磁化后的磁粉互相吸引而形成链条状排列。主动部分以恒速转动时，破坏磁粉链之间的联接力而形成圆周切向力。该切向力与磁粉圈半径的乘积便是 驱动从动部分收卷的转动力矩，实现在连续的转动中将输出力矩从主动部分耦合到从动部分。 若给定激磁电流不变，则输出转矩： 常数 式中： 磁粉离合器磁粉圈半径； 磁粉链形成的切向阻力。 而薄膜张力为： 式中： 膜卷半径。 随着薄膜母卷的 值逐渐增大，若转矩不作变化，必导致张力减小，张力的变化触发传感机构，发出一反馈信号 ，与给定信号 叠加而成综合信号 增大（设定 U 经过电路的转换，使输出转矩加大，张力得以保持不变。达到张力稳定。 采用张 力传感器直接进行张力检测的控制 ， 张力传感器安装在张力检测辊的轴承下面，将检测到的薄膜张力转换成电信号，送到张力调节器中，与原设定的张力信号比较后，进行 计算，然后输入收卷电机控制器，达到控制收卷辊转速的目的。 一般收卷辊的线速度设定为牵引机输出速度的 105% 110%，实际上，由于薄膜的弹性及张力力矩的影响，收卷辊的线速度不会超过牵引机的输出速度。这种方案的优点是控制精度高，动态性能好，适用范围广。 两者结构 见图 23 图 2车张力控制系统 图 2产传动中的张力控制系统结构图 生产传动中的张力控制系统相对要复杂得多，因为生产传动中是多点传动，要有匹配的传动比，达到生产设定张力值保持不变，从而满足客户对布面张力的要求。 张力控制系统结构图 如下 图 2 张力控制器 张力传感器 发送转盘 布 张力控制器 张力传感器 磁粉刹车 发送转盘 布 4 图 2: : B 5 :系统构件组成 生产传动中的张力控制系统由 编程控制器）， 机界面），变频器， 力传感器），张力控制器， E/P（电气比例阀）， 动变压器）， （电压电流信号转换板）组成已达到生产要求的张力控制。 3. 工作原理介绍 通过 机界面 )输入设定张力数据，张力 数据传输给 编程控制器 )， 有个相应的 4流输出给 I/P(电气比例阀 )， I/P 输出一定的气压到气缸，从而推动气缸活塞，使 作， 作位置就改变了，这样 动变压器 )检测位置，同时输出正负 0电压到 （电压电流信号转换板），由此电路板把电压信号转为 0流电压给 频器）进行速度补偿，马达速度会通过编码器反馈给 做速度比较 ,与此同时系统运行中布面通过 张力传感器压力，张力传感 器检测到的压力转变为 压值给张力控制器，张力控制器给一个 0压给其与人机界面输入张力值进行比较计算输出。多点张力检测，再通过多点传动的速度反馈和速度补偿，实现生产传动中的张力控制。 系统控制框图如下 图 2 6 图 2统控制框图 0c 4c 7 三、 过程论述 卷径的计算原理：根据 2 来计算 卷 取 的卷径。因为 1*2* 测长辊走 过的纱或布 的长度与卷 取 收到的纱 或布 的长度是相等的。即 t=t 1=i*2( 电机运行的圈数、 盘头的周长、 *D2/i 1*i/为 2(编码器产生的脉冲数、 编码器的线数 ). 1 取 ,即测长辊转一 圈 ,由霍尔开关产生一个信号接到 1*i*样 卷 取 盘头的卷径就得到了 . 卷 取 的动态过程分析 ： 要能保证 卷 取 过程的平稳性 ,不论是大卷、小卷、加速、减速、停车、启动都能保证张力的恒定 整个系统要启动起来 ,首先要克服静摩擦力所产生的转矩 ,简称静摩擦转矩 ,静摩擦转矩只在启动的瞬间起作用 ;正常运行时要克服滑动摩擦力产生的滑动摩擦转矩 ,滑动摩擦转矩在运行当中一直都存在 ,并且在低速、高速时的大小是不一样的。需要进行不同大小的补偿 ,系统在加速、减速、停车时为克服系统的惯量 ,也要进行相应的转矩补偿 ,补偿的量与运行的速度也有相应的比例关系 补偿的系数是不同的。即加速转矩、减速转矩、停车转矩、启动转矩；克服了这些因素 ,还要克服负载转矩 ,通过计算出的时实卷径除以 2再乘以设定的张力大小 ,经过减速比折算到电机轴 卷 取 整个过程的转矩补偿的过程。总结 :电机的输出转矩 =静摩擦转矩 (启动瞬间 )+滑动摩擦转矩 +负载转矩 在减速时要减去减速转矩 因为是通过程序控制减速至设定的最低速 ,所以停车转矩的补偿同减速转矩的处理 . 转矩的补偿标准 ： （ 1） 静摩擦转矩的补偿 :因为静摩擦转矩只在启动的瞬间存在 ,在系统启动后就消失了 （ 2） 滑动摩擦转矩的补偿 :滑动摩擦转矩的补偿在系统运行的整个过程中都是起作用的 补偿量的大小与运行的速度有关系。所以在程序中处理时，要分段进行补偿。 8 （ 3） 加减速、停车转矩的补偿：补偿硬一 卷 取 电机的额定转矩为标准，相应的补偿系数应该比较稳定，变化不大。 计算当中的公式计算 ： （ 1） 已知空芯卷径 00200速度的最大值 0m/力设定最大值 0等于 500 牛顿 );减速比 i=9;速度的限制如下 : 因为 :V=*D*n/i(对于 卷 取 电机 )=卷 取 电机在空芯卷径时的转速是最快的 90=.2*n/9=n=1290r/ （ 2） 因为我们知道变频器工作在低频时 ,交流异步电机的特性不好 ,启动转矩低而且非线性 取的整个过程中要尽量避免 卷 取 电机工作在 2下 卷 取 电机有个最低速度的限制 对于四极电机而言其同步转速为 :0f1/p=500r/=2n=60r/达到最大卷径时 ,可以求出收卷整个过程中运行的最低速 *D*n/i=0/9=要对速度进行限制 ,否则会出现飞车 （ 3） 张力及转矩的计算如下 :如果 F*D/2=T/i,=F=2*T*i/D 对于 22交流电机 , 其 额 定 转 矩 的 计 算 如 下 :T=9550*P/n=T=所以*140*9/200N. 为了克服由于负载的变化造成电机转差率变大，电机特性曲线偏软的缺点，在每个单元的电机后加编码器反馈，并将编码器信号接入变频器，形成闭环矢量控制。这样电机的特性曲线会比较硬，能够有效避免负载小变化时转速及转矩的下降。达到硬同步控制的效果。所有单元变频器的频率给定方式是通过 样不仅省略了同步控制器，同时有效避免了电气耦合对模拟量信号的干扰。系统运行更加稳定而且成本也较低，控制效果也更好。 控制算法如下：速度同样以图 2 所示中的 1 单元为主，在人机上设定的一般为线速度，要将线速度转换成相应的频率。 由于 1 单元与 2 单元之间在机械方面的差异、传送介质的打滑等因素的存在，势必决定了 1 单元变频器与 2 单元变频器的运行频率不可能完全一致，存在一定的系数关系。同理， 2 单元与 3 单元、 3 单元与 4单元、 4单元与 5单元之间、 5单元与 6单元之间也存在不同的系数关系。依据如下的算法处理每两个单元之间的速度关系： 调试时需要严格按照步骤进行：主速设定后，通过调整 1 单元的比例系数 K（ 将实际用速度表测出的线速度调整到与主速设定的一致，即完成了 1单元的调试。同理，其他任意两单元之间 的同步关系的调试也是同理。直到每两单元之 9 间的同步系数全部确定下来为止。 2. 选择 电气控制系统采用 制系统，因 制系统具有连线少，抗干扰能力强，调试简单，易于维护，运行可靠等优点，生产设备自动化系统采用了三菱 制系统，张力自然也受控于 据设备的工艺操作过程及相互的连锁要求向设备发出顺序控制命令，对设备运行过程中产生的各种故障进行相应保护。 为设备自动化控制的核心进行监控。为了提高系统的故障诊断能力， 旦发生 故障，操作台上的人机界面能迅速根据 来的故障信息显示出故障类型及故障发生地点，以便于技术人员及时维护。 选定 ,我们可以确定所选定的 了可进行数字量逻辑控制外，还应具有较强的数据处理能力（如：数据传送、转换；位操作等等）。而更重要的是，能够让操作人员在现场就能方便地输入参数进行测试。 我们决定选择 列 要 包括： 1块。 三菱 功能强大，无论是在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂的控制功能，它具有以下特点： 极高的可靠性 极丰富的指令集 便捷、易于掌握的操作 丰富的内置集成功能 实时的特性 强劲的通讯功能 丰富的扩展模块 其中： 连接 8个扩展模块 ,8K 序存储空间；独立的高速计数器，独立的高速脉冲输出，具有 制器； 讯 /编程口，具有讯协议、 讯协议和自由方式通讯能力； I/O 端子排可 很容易地整体拆卸；可用于较高要求的控制系统，适用于一些复杂的中型控制系统。 3. 选择 选定， 洛菲斯触摸屏 我们选定的型号，目前该产品已停产，但该产品完全符合我们使用要求。所以该产品我们还 10 在使用中。具体如下： 产品名称： 摸屏 ， 型 号： 产品介绍：型号 类型 颜色 64 色 , 3 背光灯可更换 用寿命 : 2524小时使用，至少可维持 50,000小时。 ) 分辨率 640 x 480 像素 ， 有效显示区域 (W) x H)， 亮度控制可通过触摸屏 4 级调节 ， 可支持语言 (50)字符 (包括欧洲字符 )， 中文 : (简体中文字符 ， 日文 : 58, 6962 ( & 2)， 韩文 : ( 1992 符 ， 中文 : ( 繁体中文 ， 文字 ： 8 x 8 点阵 ， 40 字符 . x 30 行 ； 8 x 16 点阵 ， 40字符 . x 15行 ； 16 x 16点阵 ， 20字符 . x 15行 ； 32 x 32 点阵 ， 10字符 . x 7 行 。 字符尺寸 ： 宽度可扩展至 1 至 8 倍。高度可扩展至 1/2, 1 至 8 倍。（两倍标准尺寸 (32 x 32)字符为高品质字体 。） 应用 ： 4数据备份 ： 256 使用锂电池 ， 串行接口 ( 异步传输模式 : 据长度 : 7 或 8 位 ， 停止位 : 1 或 2 位 ， 奇偶 : 无 , 奇或偶 ， 数据传输速度 : 2400 至 扩展串行接口 ( 异步传输模式 : 据长度 : 7 或 8 位 ， 停止位 : 1 或 2 位 ， 奇偶 : 无 , 奇或偶 ， 数据传输速度 : 2400 8400 网络接口 ： 以太网 (10 口 ， 异步 协议通讯接口 ， 用软件和 间传输数据。利用 2能进行数据传输。 作为条形码 阅读器接口。 接口 ： 1 个 ( 扩展 接口 ， 前面板接口 ， 打印接口 ： 兼容 L , 24), 打印指令 。 入 /输出 ( 远程复位输入 1点 ， 出 1点 ， 系统报警输出 1点 ，蜂鸣器输出 1 点 ， 音响输出 1 点 ， 声音 出 1 点 ， 有 动的打印机不能使用。当然同时具有 动的打印 机可以使用。要了解详细资料请咨询当地代理商。额定电压 ： 允许电压范围 ： 消耗功率 ： 50W 以下 ， 允许失电 ： 10下 (两次之间必须小于 1S)，耐电压 ： 20绝缘电阻 ： 20上 环境温度 ： 0 +50存温度 ： +60环境湿度 ： 10% 90% 凝露 , 湿球温度为 : 39 抗震性能 ： 准 ， 当振动不连续时 :10 5757 150 振动连续时 :10 5757 150， X,Y,Z 轴 10 次 (80 分钟 .) 抗干扰 (通过干扰模拟器 )， 干扰电压 : 1000干扰频宽 : 1s， 持续时间 : 1空气 ： 无腐蚀性气体 ， 接地 ： 100 以 11 下，或当地标准 *1， 防护 (仅为安装后的前面板 )： 相当于 #250， x/12*2， 重量 ： 以下 ， 冷却方式 ： 自然冷却 ， 外形尺寸 ： x x ， 面板切割尺寸 ： 1 / -0) -0) x 1 / -0) -0) ( 0)， 不同的国家接地标准不同。请依照当地标准。提供相当于 准的保护程度，当然他们不能被保证在任何环境中都能运 行。先确定你的工作环境。 变频器的定义 : 变频器是在保证电机原有性能的情况下，通过改变电机的供电频率和电压的方式，实现电机转速的调节的现代电力电子设备。它根据电机不同负载可分别实现节能、提高生产效率、提高产品质量、实现自动化、增加设备使用寿命并使设备下型化等用途，广泛应用在钢铁、轻工，化学、纤维、汽车、电机（机械）、机床、食品、造纸、水泥、矿业、煤气、交通、装卸搬运、工厂建筑、农业、生活服务、电力、实验研究、石油等领域。 变频器的用途 ： 提高生产率、生产质量、节约能源和控制功 能的高度自动化是变频器的主要特点 速时可保持恒转矩输出进行转矩提升容易实现对现有交流拖动系统的改造；在功率匹配合适的情况下可以用一台变频器驱动多台电动机；通过与 控制设备的连接可以组成高性能的控制系统；完善的故障诊断和保护功能过压欠压、 过流、过载、短路等故障的检测与显示等等。 变频器基本构成及工作原理 ： 变频器基本结构 如下图， 变频器发展至现在已有几十年的历史，种类繁多，但都有以下的基本结构：外电网频率电压可调的交流电 ，变频器基本结构 ： 一般三相变频器的整流电路是由三相全波整流桥组成，主要是对工频外部电源进行整流，给中间电路、逆变电路及控制电路供电。一般情况下，整流输出含有高频电压谐波分量其频率为电源电压频率的六倍或电流纹波，影响了直流输出的质量，这就要用到中间电路进行平滑。中间电路的作用是对整流输出进行平滑，以保证逆变电路及控制电路能 得到较高质量的整流电路 、 中间电路 、 逆变电路 、 控制电路，平滑电路的主要构成与整流电路有关，若整流输出是电压源，则平 12 滑电路的主要元件是大容量是电解电容，若整流输出是电流源，则平滑电路的主要元件是大容量电感。除此之外，中间电路还包括有制动电阻和其它辅助电路。逆变电路是变频器的主要部件，其作用是在控制电路的控制下，将平滑电路输出的直流电转换为频率和电压均任意可调的交流电。逆变器的输出就是变频器的输出。控制电路包括主控制电路、信号检测电路、门极驱动电路、外部接口电路、保护电路等。主要作用是将检测到的各种信号送至运算电 路。使运算电路能根据要求为变频器主电路提供必要的门极驱动信号，并对变频器和电机提供必要的保护。控制电路还有A/，使变频器能与外部设备配合使用。控制电路的优劣决定了变频器性能的优劣。 图 3变频器基本工作原理 逆变电路是变频器的重要部分，要了解变频器的工作原理，只须了解逆变部分的工作原理。我们知道，逆变部分的作用是将直流电转变为频率和电压均可调的交流电。 变频器的选定，我们选定的变频器为 O C 3A,功能方面：采用先进磁通矢量控制方式。可拆卸式风扇和端子，维护方便。 多种功能适合各种应用场合。柔性 现更低噪音运行。特点方面：配备 能，高速频率控制，停电时减速停止控制，顺序制动控制，有可移动手操器，可读取和修改变频器内部参数，使用方便。有显示报警代码功能，便于技术人员查看维修。 张力传感 器千差万别，即便对于相同种类的测定量也可采用不同工作原理的张交流电 频率电压 整流电路 直流中间电路 逆变电路 控制电路 可调 13 力传感器，因此，要根据需要选用最适宜的张力传感器。如果误选张力传感器，就会降低系统的可靠性。为此，要从系统总体考虑，明确使用的目的以及采用张力传感器的必要性，绝对不要采用不适宜的张力传感器与不必要的张力传感器。测量条件列举如下，即测量目的，测量量的选定，测量的范围，输入信号的带宽，要求的精度，测量所需要的时间，过输入发生的频繁程度。选用张力传感器时，要考虑张力传感器的下述性能，即精度，稳定性，响应速度，模拟信号或者数字信号，输出量及其电平，被测对象 特性的影响，校准周期，过输入保护。张力传感器使用条件即为设置的场所，环境（湿度、温度、振动等）测量的时间，与显示器之间的信号传输距离，与外设的连接方式，供电电源容量。其工作过程当布面通过 用在张力传感器上时在弹簧支点上产生成比例的微小位移，此位移由差动变压器测出后变成电压信号。 我们对张力传感器的选定为 型号 体规格为 给定张力（ N）分别为 1000 和 500，辊位移 *微米 /牛分别为 容许重量 别为 100和 50，重量 为 下图为张力传感器外形图： 图 3 形图 我们在张力控制器的选定上选择了 型号为 片、纺织品、橡胶等卷取物生产过程中的卷取张力的测量器。使用精度高、反应快的 传感器是产生与张力成比例的微小位移并由差动变压器变成电压信号，此信号通过张力控制器 加算、放大运算后，以 张力控制器因相对满刻度时有控制输出，所以安装上 电压计后可以作为模拟张力控制器用，还可以通过切断控制输出过滤器，作为控制放大器用。 张力传感器 张力传感器的差动变压器的电压信号输入到放大器中进 14 行放大、加算和 换。可以作为显示张力值的表示器，也可作为控制放大器。力控制器与回路构成见下图一，图二。首先把约 两张力传感器输出的电压放大约为 010V 电压然后将它们的平均值相加，并进行 换后在表示器上表示成张力值。图中的 关在 置上时是作为表示器，在 置上时作为控制信号 用。 图 3 3路构成图 具体规格 : 额定张力 15 5/10/20/50/100/200/300/500/1000(参数检出器的额定调整 ) 表 示 0000数点表示 额定张力 0,三种 电 源 10V,200V,220V,50/60制用信号 负荷阻抗 2千欧姆以上 周围温度 0- +50 重 量 . E/P (电气比例阀 )的选择 电 气比例阀 我们选定 规格为 气比例阀工作原 理 及技术参数 : 自动控制可分成断续控制和连继控制 . 断续控制即开关控制 ,气动控制系统路使用动作频率较低的开关式 (换向 。 阀来控制气路的通断 ,靠减压阀来调节所需要的压力 ,靠节流阀来调节所需要的流量 就需要多个减压阀 ,节流阀 ,及换向阀 还公元件需要多成本高 ,构成系统复杂 ,且许多元件都需要预先进行人工调节 . 电气比例阀控制属于连续控制 ,其特点是输出量随输入量的变化而变化 ,输出量与输入量之间存在一定的比例关系 分 通过转换元件将输入量 (电信号或气信号 )按比例转换成机械力和位移 ,通过放大元件 ,转换成气体的压力或流量 ,去推动执行元件动作 信号要检测 ,传输 ,综合 ,放大等都很方便 ,而且几乎各种物理量都能转换成电量 ,故气动比例控制系统路的输入量以电信号居多 ,转换元件便以电磁式居多 ,其典型代表便是比例电磁铁 通过此位移用来调节气动放大器 (放大元件 )的节流面积 ,从而控制通过气动放大器的 气体压力或流量 喷嘴挡板阀等 . 16 电气比例阀是由电 转换元件 )和气动放大器 (放大元件 )所组成 机械转转换的功率一般只需要几瓦 ,而气动放大器的输出气流的功率可达几千瓦 . 电气比例阀的特点 : 速度的无级调节 ,避免了传统的开关式气阀换向时的冲击波现象 . 系统简化 ,元件大大减小 . 体积小重量轻 ,结构简单 ,成本较低 ,但响应速度比液压系统慢得多 ,对负载变化也比较敏感 . 发热少 噪声低 . 还污染环境 通过电气比例信号，实现对压缩空气的无段控制 。 列上追加了 应规格 。 8. 差动变压器 )的选择 一种广泛用于电子技术和非电量检测中的变压装置。用于测量位移、 图 3动变压器 压力、振动等非电量参量。它既可用于静态测量，也可用于动态测量。 差动变压器的基本组成部分包括一个线框和一个铁心。在线框上设置一个原绕组和两个对称的副绕组，铁心放在线框中央的圆柱形孔中。在原绕组中施加交流电压时，两个副绕组中就会产生感应电动势 果 两个副绕组按反向串联 (图 1),则它的总输出电压 u2=铁心处在中央 17 位置时，由于对称关系， e1=出电压 零。如果铁心向右移动，则穿过副绕组 2 的磁通将比穿过副绕组 1 的磁通 多，于是感应电动势 e2动变压器输出电压 等于零 ,而且输出电压的大小与铁心位移 x 之间基本成线性关系 ,其特性如图 2 所示，呈 V 字形。用适当的测量电路测量 ,可以得到差动变压器输出与位移 x 成比例的线性读数。最常用的测量电路是差动整流电路，它把两个次级电压分别整流后，以它们的差作为输出。差动整流电路有电流输出型和电压输出型，前者用于连接低阻抗负载的场合；电压输出型差动整流电路则用于连接高阻抗负载的场合。 差动变压器式位移变送器 由同心分布在线圈骨架上一初级线圈 P，二个级线圈 成， 线圈 组件内有一个可自由移动的杆装磁芯（铁芯），当铁芯在线圈内移动时，改变了空间的磁场分布 ,从而改变了初次级线圈之间的互感量 M，当初级线圈供给一定频率的交变电压时，次级线圈就产生了感应电动势， 随着铁芯的位置不同， 次级产生的感应电动势也不同， 这样， 就将铁芯的位移量变成了电压信号输出。 差动变压器我们选定 规格为 00/220V,0/608/86V. 内部示意图 : 图 318 四、 结果分析 1传统收卷装置的弊端 传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的