張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路的製作方法

2023-09-19 07:19:20 2

專利名稱：張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路，特別涉及裝在控制例如紙、薄膜、電線等長度長的材料張緊情況的張力控制裝置(tensioncontroller)內的張力檢測裝置用的輸入電路。
背景技術：
張力檢測器作為控制紙、薄膜、線材等薄條(web)的張力用的設備，即作為加工機器的張力傳感器而使用，並且作為控制設備與張力控制裝置一併使用，作為驅動設備與電磁粉末離合器、制動器、伺服電動機、或矢量電動機等一併使用(例如參考非專利文獻1)。
三菱張力控制器[轉矩張力控制器LE-40MTA使用說明書]，三菱電機株式會社發行，2001年12月另外，因為張力檢測器的輸出電壓是微小的輸出電壓，在輸入張力控制裝置或張力顯示器等之後要放大。再有，為了使用張力檢測器，和計量儀器一樣要進行皮重負載的去皮重功能(調零)、預先設定最大張力的量程(span)調整，要預先存儲該調整值。這裡將前者稱為零點調整值、後者稱為量程調整值。因為對每一臺機械張力檢測器安裝位置、安裝角度、及材料通過角度等條件均不同，所以預先要對每臺機械逐一進行調整，加工機器在運轉前最初進行調零和調量程是必不可少的工作。
通常，在紙、薄膜等寬幅材料的張力控制中，為了檢測材料的張力使用比材料寬度寬的檢測輥，在該檢測輥左右兩端位置上各設置1臺合計為兩臺的張力檢測器，但對於帶、線材等寬度窄的材料張力控制只用一臺張力檢測器。
對此，張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路採用雙通道的輸入電路構成能應對寬幅材料和窄幅材料兩種材料，所以張力檢測器使用兩臺時和使用一臺時配線連連接方法不同。即、寬幅材料時兩臺檢測器的輸出分別連連接張力控制裝置的兩個通道，窄幅材料時一臺張力檢測器的輸出例如連連接右側通道，空置的左通道因不用而與G端子(連接地端子)短連接。
即、用已有的技術，用戶自己要判斷需要兩臺張力檢測器還是一臺。
圖5表示所述非專利文獻1記載的、這種已有的張力檢測器用輸入電路框圖。在應用已有的檢測器用輸入電路時，用戶首先要確認張力檢測器是兩臺還是一臺。接著，使用兩臺張力檢測器時左張力檢測器連接左輸入端子、右張力檢測器連接右輸入端子，使用一臺時，通過將SW5為ON，左側輸入端子不用、白色端子與綠色端子短連接，僅右輸入端子連接右張力檢測器。
為在加工機器上進行張力控制，最初要讓機械停止，張力控制裝置處於停止方式後進行調零、調量程，圖3為調零示意圖，檢測輥103和軸承A100及軸承B101為皮重負載，設此時檢測器輸出電壓為零點存儲值。圖4為量程調整值的示意圖，一根細繩106通過檢測輥103中央，在其前面的輥上吊與滿刻度的張力相當的重錘105，此時的檢測器輸出電壓為量程存儲值。
然後，將張力控制裝置切換到運轉方式後進行張力控制。
以下，詳細說明其動作。使用兩臺張力檢測器時，左側持續輸入右側進行輸入調零和調量程。
首先，如圖5所示，用低通濾波器濾去左側輸入端子1輸入的張力信號中的高頻噪聲後，輸入12bit AD轉換器4。這時，增益切換裝置3取最大增益為16倍。然後，開關SW1(標號51)連接(A)側，開關SW3(標號53)連接(E)側，在未加材料的狀態(皮重負載)下左調零裝置5調左零點。用左調零裝置5通過加上正或負的偏置電壓10反覆多次調整直至12bit AD轉換器4的輸入值變成零。然後，在皮重負載時，若12bit AD轉換器4的值變成零，則左調零裝置5的左零點調整正常結束，此時的左零點值為左零點存儲值7。
接著，如圖4所示，將開關SW1(標號51)連接(A)側，開關SW3(標號53)連接(G)側，將和運轉時最大張力即滿刻度張力相同質量的重錘吊上，此後利用左側輸入的量程調整裝置6進行量程調整。這時將增益切換裝置3的增益設定從最大值16慢慢地向8、4、2、1依次減小下去，在12bit AD轉換器4的輸入電壓進入100mv～200mv的量程調整目標範圍內時，利用左側量程調整裝置6左側量程調整結束。最後，將利用左側量程調整裝置6的左側量程調整正常結束時的增益設定作為增益存儲值9、將量程值作為量程存儲值8存儲起來。
接著，如圖5所示，用低通濾波器12濾去右側輸入端11輸入的張力信號中的高頻噪聲後，輸入12bit AD轉換器14。這時，增益切換裝置13取最大增益即16倍。然後，開關SW2(標號52)連接(B)側，開關SW4(標號54)連接(F)側，在不加上材料的狀態(皮重負載)下，利用右調零裝置15進行右調零。右調整裝置15，通過施加正或負的偏置電壓20多次反覆調整直至12bitAD轉換器14的輸入值變成零。然後，若皮重負載時12bit AD轉換器14的值變成零，則右調零裝置15的右調整正常結束，此時的零點值為右零點存儲值17。
接著，將開關SW2(標號52)連接(B)側，開關SW4(標號54)連接(H)側，將和運轉時的最大張力即滿刻度張力相同質量的重錘吊上後，利用右側輸入的量程調整裝置16進行量程調整。這時增益切換裝置13的增益設定依次從最大值16慢慢地向8、4、2、1減小下去，在12bit AD轉換器14的輸入電壓進入100mv～200mv的量程調整目標範圍內時，右側量程調整裝置16完成右側量程調整。最後，將右側量程調整裝置16的右量程調整正常結束時的增益設定作為增益存儲值19，量程值作為量程存儲值18存儲起來。
如圖5所示，使用一臺張力檢測器時，左側輸入端子1通過將開關SW5為ON，白色端子和綠色端子短連接，由此，左輸入信號總是成輸入0V，為無(零)輸入信號的狀態。
接著，如圖5所示，在用低通濾去12濾去右側輸入端子11輸入的張力信號中高頻噪聲後，輸入12bit AD轉換器14。此時，增益切換裝置13取最大增益即16倍。然後，開關SW2(標號52)連接(B)側，開關SW4(標號54)連接(F)側，在不加上材料的狀態(皮重負載)下，用右調零裝置15進行右調零。右調零裝置15通過施加正或負的偏置電壓20，多次反覆調整直至12bit AD轉換器14的輸入值為零。然後，在皮重負載時若12bit AD轉換器14的值為零則右調零裝置15的右調零正常結束，此時的零點值為右零點存儲值17。
接著，開關SW2(標號52)連接(B)側，開關SW3(標號53)連接(H)側，如圖4那樣吊上與運轉時的最大張力即滿刻度張力相擁質量的重錘後，用右側輸入的量程調整裝置16進行量程調整。這時將增益切換裝置13的增益設定從最大值16依次向8、4、2、1慢慢地減小下去，在12bit AD轉換器14的輸入電壓進入100mv～200mv的量程調整目標範圍內時，結束利用右側量程調整裝置16的右側量程調整。最後，將右側量程調整裝置16的右量程調整正常結束時的增益設定作為增益存儲值19，量程值作為量程存儲值18存儲起來。
這裡，滿刻度張力為左量程存儲值8和右量值存儲值18利用加法裝置23相加後的值。因此，使用一臺檢測器時，因左量程存儲值8為零，故滿刻度張力為和右量程存儲值18相同的值。因而，在使用兩臺檢測器時，左、右量程存儲值8、18分別變成滿刻度張力的1/2，使用一臺檢測器時，右量程存儲值18成為滿刻度張力。
如上所述，在加工機器停止狀態，由調整裝置5、15進行調零、及由調量程裝置6、16進行調量程一結束，接著就切換到運轉方式，在運轉方式，張力信號在左右輸入信號都用低通濾波器2、12濾去高頻噪聲後，由增益切換裝置3、13放大，輸入12bit AD轉換器4、14。運轉方式時，左側輸入信號將SW1(標號51)常連接(C)側，右側輸入信號將SW2(標號52)常連接(D)側，分別作為左右的信號輸入電壓輸入。該12bit AD轉換器輸入信號電壓如圖5所示，和左右的零點存儲值、量程存儲值比較，從電壓值變換成張力值。此後，左右張力輸入值利用加法裝置23相加，最終成為檢測器的張力輸出值24。
張力檢測器如圖4那樣水平放置，能檢測重力方向(以下稱壓縮方向)、和反重力方向(以下稱拉伸方向)雙向的張力，但張力檢測器的信號輸出在壓縮方向時變成產生正電壓信號、拉伸方向時就為負電壓信號。這時，用已有的技術，因是即使輸入負電壓信號也仍然不動作的電路，所以在檢測除拉伸方向的張力時即輸入負電壓時，如前述說明書中所述，通過預先對端子排的白色端子和綠色端子的配線進行調換，調換檢測器信號輸入(正電壓輸入信號和負電壓輸入信號)，從而一定輸入正電壓。
另外，設計成在錯誤地向12bit AD轉換器輸入負電壓時，顯示出錯信息。
首先是左側輸入端子1，用低通濾波器2濾去輸入的張力信號的高頻噪聲後，輸入12bit AD轉換器4。在張力檢測器中，若輸入信號電壓為負電壓，則儘管調整量程也不能正常結束，所以判斷為「輸入極性相反」，由用戶對輸入端子的白色端子的配線和綠色端子的配線進行調換。由此，如變成輸入正電壓，則再次將開關SW1(標號51)連接(A)側，開關SW3(標號53)連接(E)側，進行調零，此後，若正常結束就存儲左零點調整值。接著開關SW1(標號51)連接(A)側，開關SW3(標號53)連接(G)側，進行調量程，此後一旦正常結束，則將左量程調整值作為量程存儲值8存儲。
然後是右側的輸入端子11，和左側輸入端子1一樣，用低通濾波器12濾去輸入的張力信號中的高頻噪聲後輸入AD轉換器4。在張力檢測器中，若輸入信號電壓為負電壓，則儘管進行調量程也不能正常結束，所以判斷為「輸入極性相反，由用戶對輸入端子的白色端子的配線和綠色端子的配線進行調換。由此，和變成輸入正電壓，則再次將開關SW2(標號52)連接(B)側，開關SW4(標號54)連接(F)側，進行調零，此後一旦正常結束，則就將右零點調整值作為零點存儲值17存儲。接著將開關SW2(標號52)連接(B)側，開關SW4(標號54)連接(H)側，進行量程調整，其後一旦正常結束，就將右量程調整值作為右量程存儲值18存儲。
在已有的電路中，調零時要用調零裝置增減偏置電壓使12bit AD轉換器輸入電壓為零。另外，12bit AD轉換器在量程存儲值小的時候，即滿刻度輸入小時(滿刻度最大值＝200mv，量程可調整範圍＝30～200mv，因而在30mv附近量程值小的時候)、解析度不足，所以需要增益切換電路。因此，量程調整時，將增益切換裝置的增益設定從16慢慢地依次向8、4、2、1減小下去，同時讀入輸入信號電壓，12bit AD轉換器輸入電壓在動態範圍的某一範圍內(100mv～20mv)時量程調整作為結束。即要改變增益切換裝置增益設定值讀入12bit AD轉換器的輸入電壓值，進行比較判斷。由此存在的問題是，至調零結束約需要10秒的時間、至調量程結束約需要2秒的時間。此外，因需要偏置電路、增益切換IC、及其外圍電路，所以存在著電路規模變得非常大，成本增加的問題。
另外，應用張力控制裝置對線材等進行張力控制等場合，張力檢測器可只有一臺，用戶要通過將張力檢測器設置的開關ON預先使張力檢測器的不用的輸入端子(左側)的白色端子和綠色端子短連接。若用戶忘了將張力檢測器不用的一側(左側)的白色端子和綠色端子短連接時，就會有外部噪聲進入其輸入端子、錯誤顯示檢測張力的問題出現。通常難以預料噪聲何時、如何進入，在加工機器開動時實際上要找到張力顯示值的誤動作是非常困難的，到最終發現為止要花費極多的時間。
另外，在用戶配錯線、將張力檢測器的壓縮方向和拉伸方向弄錯時，有時調零或調量程不會正常結束，通常，調零、調量程大多在機械投運調試時進行，對用戶而言是個大問題它將成為投運時的障礙。即用戶為了確定其原因就要查閱使用說明書尋出需要的部分、或打電話與技術服務部門確認等，等到問題解決已花費了許多時間。還有作為解決該問題的反覆，有用軟體進行反連連接判別，設法使出錯信息顯示出來，但也有以下的問題存在，即用戶為了弄懂這些出錯信息的內涵就要閱讀使用說明書並理解後，由用戶自己對張力檢測器輸入信號白色端子的配線和綠色端子的配線進行調換，調換張力檢測器的輸入極性。
本發明為解決所涉及的問題而作，其目的在於得到不必增益切換裝置、不會因配錯線而調換配線、投運調整方便的張力控制裝置的張力檢測器用的輸入電路。

發明內容
本發明的張力控制裝置的張力檢測器的輸入電路，在使用張力控制裝置和該張力控制裝置的兩臺檢測張力的張力檢測器、測定薄膜等長度長的材料組成的被測物張力時，用於取入該兩臺張力檢測器的輸出信號並放大，包括輸出信號輸入裝置，輸入所述兩臺張力檢測器的各輸出信號，AD轉換裝置，對輸入所述輸出信號輸入裝置各所述輸出信號作16位以上模/數轉換，零點調整值存儲裝置，將輸入所述輸出信號輸入裝置的、所述兩臺張力檢測器調零時的各張力檢測器的輸出信號，通過由所述16bit以上的AD轉換器進行模/數轉換所得的各數位訊號分別作為零點調整值存儲、量程調整值存儲裝置，將輸入所述輸出信號輸入裝置的、所述兩臺張力檢測器調量程時的各張力檢測器的輸出信號，通過由所述16bit以上的AD轉換器進行模/數轉換所得的各數位訊號分別作為量程存儲值存儲、張力值運算裝置，將輸入所述輸出信號輸入裝置的、所述兩臺張力檢測器測定所述被測物張力時各張力檢測器的輸出信號，通過用16bit以上AD轉換器作模/數轉換所得的數位訊號，根據所述零點調整值、所述量程調整值分別轉換成張力值、以及檢測張力值運算裝置，所述張力值運算裝置輸出的兩個所述張力值相加，作為檢測張力值輸出。


圖1表示本發明的實施形態的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路的說明圖。
圖2表示本發明調零、調量程的說明圖。
圖3表示張力控制裝置調零方法示意圖。
圖4表示張力控制裝置調量程方法示意圖。
圖5表示以往的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路的構成方框圖。
標號說明1左輸入端子、2低通濾波器、3增益切換裝置、4、12bit AD轉換器、5調零裝置、6調量程裝置、7、零點存儲值、8、量程存儲值、9、增益存儲值、10、偏置電壓、11、右輸入端子、12、低通濾波器、13增益切換裝置、14、12bitAD轉換器、15、調零裝置、16、調量程裝置、17、零點存儲值、18、量程存儲值、19、增益存儲值、20、偏置電壓、21、左張力輸入值、22、右張力輸入值、23、加法裝置、24、張力輸入值、25。左輸入端子、26、低通濾波器、27、16bitAD轉換器、28、零點存儲值、29量程存儲值、30極性判別裝置、31輸入判別裝置、32、張力輸入值、33、右輸入端子、34、低通濾波器、36、16bit AD轉換器、36、零點存儲值、37、量程存儲值、38、極性判別裝置、39、輸入判別裝置、40、右張力輸入值、41、加法裝置、42、張力輸入值。
具體實施形態實施形態1圖1表示本發明的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路構成的框圖。首先，不必確認張力檢測器是兩臺、還是一臺。使用兩臺時張力檢測器分別與左、右張力檢測器連連接，使用一臺時張力檢測器連連接左或右。
如圖1所示，有白色端子及綠色端子的左輸入端子25連接低通濾波器26及16bit AD轉換器27。AD轉換器27連接作調整中((A)側)、以及運轉中((C)側)切換的開關SW1(標號61)。另外，開關SW1(標號61)的(A)側連接作量程調整((G)側)、和零點調整((E)側)的開關SW3(標號63)。28為開關SW1(標號61)連接(A)側，開關SW3(標號63)連接(E)側，進行左調零時的左零點存儲值。29為開關SW1(標號61)連接(A)側，開關SW3(標號63)連接(G)側，進行左調量程時的左量程存儲值。30為輸入左零點存儲值28和左量程存儲值29，進行極性判別的極性判別裝置。31為同樣地輸入左零點存儲值28和左量程存儲值29，根據這些值中至少任何一個的值，判別張力檢測器是兩臺輸入還是一臺輸入的輸入判別裝置。32為張力控制動作時檢測出的左張力輸入值，65為開關SW5。
如圖1所示，有白色端子及綠色端子的右輸入端子33上連接低通濾波器34及16bit AD轉換器35。AD轉換器35連接作調整中((B)側)、和運轉中((D)側)切換的開關SW2(標號62)。另外，開關SW2(標號62)的(B)側連接作量程調整((H)側)、和零點調整((F)側)切換的開關SW4(標號64)。36為開關SW2(標號62)連接(B)側，開關SW4(標號64)連接(F)側，進行右調零時的右零點存儲值。37為開關SW2(標號62)連接(B)側，開關SW4(標號64)連接((H)側)，進行右調量程時的右量程存儲值。38為輸入零點存儲值36和量程存儲值37、進行極性判別的極性判別裝置。39為同樣，輸入零點存儲值36和量程存儲值37，根據這些值中至少任一個的值，判別張力檢測器一臺輸入還是兩臺輸入的輸入判別裝置。40為張力控制動作時檢測出的右張力輸入值。66為開關SW6。
此外，在圖1中，41為將左張力輸入值32與右張力輸入值40相加的加法裝置，42為加法裝置41輸出的張力輸入值。
圖1的構成中，為了在加工機器進行張力控制，最初將機械停止張力控制裝置為停止方式後進行調零、調量程。然後張力控制裝置切至運轉方式進行張力控制。
接著，利用圖1說明動作。使用兩臺張力控制器時左側輸入持續、右側輸入進行調零和調量程。首先，用低通濾波器26濾去左側輸入端子25輸入的張力信號中高頻噪聲後，輸入16bit AD轉換器27。然後，開關SW1(標號61)連接(A)側，開關SW3(標號63)連接(E)側，如圖3所示在不加上材料的狀態(皮重負載)下進行左零點調整。左零點調整正常結束，則將零點調整值作為零點存儲值28存儲起來。
接著，開關SW1(標號61)連接(A)側，開關SW3(標號63)連接(G)側，如圖4所示吊上與運轉時最大張力相同質量的重錘105後，進行左側輸入的量程調整。最後，左量程調整一正常結束，量程調整值就作為量程存儲值29存儲起來。
接著，用低通濾波器34將右側輸入端子33輸入的張力信號中高頻噪聲濾去後，輸入16bit AD轉換器35。然後，開關SW2(標號62)連接(B)側，開關SW4(標號64)連接(F)側，如圖3所示，在不加上材料的狀態(皮重負載)下，進行右零點調整，右零點調整如正常結束，則零點調整值就作為零點存儲值36存儲起來。
接著，開關SW2(標號62)連接(B)側，開關SW4(標號64)連接(H)側，如圖4所示吊上與運轉時最大張力相同質量的重錘105後，進行右側輸入量程調整。最後，右量程調整一正常結束，量程調整值就作為右量程存儲值37。
這裡，因滿刻度張力為左、右量程存儲值29、37之和，使用一臺檢測器時左(或右)量程存儲值29(或37)為零、故為與右(或左)量程存儲值37(或29)相同的值。
因此，使用兩臺檢測器時，左、右量程存儲值29、37分別為滿刻度張力的1/2，使用一臺檢測器時，右(或左)量程存儲值37(或29)變成滿刻度張力。
如上所述，加工機器停止狀態下的調整、調量程一結束，接著就利用開關SW1(標號61)及開關SW2(標號62)切至運轉方式。在運轉方式，張力信號在用低通濾波器26、34濾去左、右輸入信號中高頻噪聲後，輸入16bit AD轉換器27、35，分別作為左右的信號輸入電壓而輸入。該16bit AD轉換器輸入信號電壓如圖1所示，和左右的零點存儲值、量程存儲值比較，從電壓值變換成張力值32、40。此後左右的張力輸入值32、40追加閉合狀態的開關SW5(標號65)、SW6(標號66)輸入加法裝置41，利用加法裝置41相加，成為最終的檢測張力值42。
如上所述，在本實施形態的張力控制裝置的的張力檢測器用輸入電路上，張力檢測器的輸入信號電壓做成直連接輸入16bit AD轉換器27、35，不需要以往使用的增益切換裝置，在解析度上亦無問題。由於16bit的AD轉換器有高出12bit AD轉換器16倍的解析度，所以，若使用16bit以上的AD轉換器就不需要增益切換裝置。用圖5示出的以往的零點調整裝置5要改變偏置電壓，反覆調整12bit AD轉換器4的輸入值成零直至為零值，另外，用以往的量程調整裝置每將增益變更設定16、8、4、2、1一次就讀入AD轉換器輸入值，判定該值進入100～200mv以內否，若其在100～200mv以內則作為量程調整結束，用這種以往的方式調零點需10秒、調量程需2秒，但用本實施形態的16bit AD轉換器方式零點調整從10秒縮短到2秒、量程調整從2秒縮短到0.5秒，調整時間愛你大大縮短。另外，因為不再需要以往使用的零點調整用偏置電路、和量程調整用增益切換電路、及其外圍電路，故電路規模縮小至2/3。由此，與AD轉換器從12bit提高到16bit成本增加相比，成本大幅度下降效果更加明顯。
另在本實施形態中，能提供張力檢測器用輸入電路，通過設置判別輸入張力檢測器的張力信號是一個輸入還是兩個輸入的輸入判別裝置31、39，從而能判斷張力檢測器的連連接臺數是兩臺還是一臺，所以，用戶能在使用一臺張力檢測器時不必特意在不用的輸入端子(左側)的白色端子和綠色端子短連接上花費時間而進行投運調整工作。還可做成將白色端子和綠色端子短連接，此時，能不受噪聲的影響。另外，也不會因追加該輸入判別裝置31、39而大幅增加成本，即使在噪聲電壓進入不用的輸入端子的場合，也不會因噪聲電壓而引發誤動作，另外，以前使用一臺時要選擇右側連連接檢測器，但在本發明中無論連連接左右哪一臺都能自動判別輸入端子，能設不需要的輸入端子為不使用。
再有，能得到張力檢測器用輸入電路，通過追加張力檢測器的極性判別裝置30，38，因為對零點調整值存儲量程調整值的極性，張力檢測器的輸入電壓大概是正電壓、和大概是負電壓，所以用戶配線時無需顧及極性，即用戶不需調換張力檢測器輸入信號的白色端子和綠色端子的配線(即，不會有配線錯誤)。
實施形態2本實施形態的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路的構成與圖1示出的實施形態1的構成基本相同，故這裡不再詳述。還有，本實施形態中，輸入判別裝置31、39將各檢測器的量程調整值與閾值(預定好的規定的固定值，例如10mv)比較，在量程調整值小於該閾值時，判斷為無輸入信號。
在只用左右張力檢測器之某一臺時，光在用低通濾波器26出去左側輸入端子25輸入的張力信號中的高頻噪聲後，輸入16bit AD轉換器27。然後，開關SW1(標號61)連接(A)側，開關SW3(標號63)連接(E)側，在作為左側輸入上不加材料的狀態(皮重負載)下進行左零點調整。左零點調整一正常結束，零點調整值就作為零點存儲值28存儲起來。
接著，開關SW1(標號61)連接(A)側，開關SW3(標號63)連接(G)側，進行左側輸入量程調整。這裡，用圖1的輸入判別裝置31，如圖2所示，若量程輸入值在10mv以下則判斷左側輸入信號為零，設開關SW5為OFF。這裡，若是左側輸入端子25與張力檢測器正常連連接，如圖4所示吊上作為量程目標用的重錘105、輸入電壓如圖2所示超過10mv的值，則由圖1的輸入判別裝置31判斷左量程調整正常結束，開關SW5為ON。另外，此時的量程調整值為量程存儲值29。
接著，在用低通濾波器34濾去右側輸入端子33輸入的張力信號中高頻噪聲後，輸入16bit AD轉換器35。然後，開關SW2(標號62)連接(B)側，開關SW3(標號63)連接(F)側，在右側輸入上不加材料的狀態(皮重載荷)下進行右零點調整。右零點調整一正常結束，就將零點調整值作為零點存儲值36存儲起來。
接著，開關SW2(標號62)連接(B)側，開關SW4(標號64)連接(H)側，調整右側輸入的量程。這裡，用圖1的輸入判別裝置39，如圖2所示若量程輸入值在10mv以下則判斷右側輸入信號為另，開關6(標號66)為OFF。這裡，若右側輸入端子33正常連連接張力檢測器，如圖4所示吊上作為量程目標用的重錘105，如圖2所示輸入電壓超過10mv的值，則由圖1的輸入判別裝置39判斷右量程調整正常結束，開關SW6為ON。另外此時的量程調整值作為量程存儲值37存儲起來。
這樣，在本實施形態中，做成量程調整值在10mv以下時，由輸入判別裝置31、39將其檢測出，使開關SW5或開關SW6 OFF，強制切斷單側輸入，故能自動判斷連連接的張力檢測器的臺數是兩臺還是一臺，用戶在只用一臺張力檢測器時，不需特意在將不用的輸入端子(左側)的白色端子和綠色端子短連接上費時間，就能進行投運調整工作。另外，因為即使外部噪聲進入輸入端子也能在內部切斷外部信號，所以在用戶錯誤地解除白色端子與綠色端子的短連接時，仍然有完全不受外部噪聲影響的效果。
實施形態3本實施形態的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路的構成和圖1示出的實施形態1的構成基本相同。這裡不再詳述。還有，在本實施形態中，設輸入判別裝置31、39，各檢測器的量程調整值相對於滿刻度張力值是其增益的倒數(例如滿刻度的1/20)以下時，判斷為無輸入信號。
張力檢測器只使用左右中某一臺時，先用低通濾波器26濾去從左側輸入端子25輸入的張力信號中的高頻噪聲後，再輸入16bit AD轉換器27。然後，開關SW1(標號61)連接(A)側，開關SW3(標號63)連接(E)側，在左側輸入上不加材料的狀態(皮重負載)下，調整左零點。左零點調整若正常結束，則將零點調整值作為零點存儲值28存儲起來。
接著，開關SW1(標號)連接(A)側，開關SW3(標號63)連接(G)側，調整左側輸入的量程。這裡，利用圖1的輸入判別裝置31，如圖2所示，量程輸入值對於滿刻度張力若是增益的倒數(例如1/20)以下，則判斷左側輸入信號為零，SW5為OFF。這裡，若左側輸入端子正常連連接張力檢測器，如圖4所示，吊上作為量程目標用的重錘105，如圖2所示，量程輸入值為對於滿刻度張力超過增益的倒數(例如1/20)的值，則利用圖1的輸入判別裝置31判斷左量程調整正常結束，SW5為ON。另外，此時的量程調整值作為量程存儲值37存儲。
接著，用低通濾波器34濾去右側輸入端子33輸入的張力信號中的高頻噪聲，輸入16bit AD轉換器35。然後，開關SW2連接(B)側，開關SW3連接(F)側，在右側輸入上不加材料的狀態(皮重負載)下調整右零點。右零點調整若正常結束，則零點調整值作為零點存儲值36存儲起來。
接著，開關SW2連接(B)側，開關SW4連接(H)側，調整右側輸入量程。這裡，用圖1的輸入判別裝置39，如圖2所示，量程輸入值對於滿刻度張力若是小於增益的倒數(例如1/20)，則判斷右側輸入信號為零，開關SW6為OFF。這裡，若右側輸入端子正常連連接張力檢測器，如圖4所示吊上作為量程目標用的重錘105，如圖2所示，輸入電壓為超過對於滿刻度張力的增益的倒數(例如，1/20)的值，則利用圖1的輸入判別裝置39，判斷右量程調整正常結束，開關SW6為OFF，此時的量程調整值作為量程存儲值存儲起來。
這樣，在本實施形態中，量程調整值在小於對於滿刻度張力的增益的倒數(例如，1/20)時，利用輸入判別裝置31、39，使開關SW5或開關SW6 OFF強制地切斷單側輸入，故能自動判斷連連接的張力檢測器臺數是兩臺還是一臺，用戶在使用一臺檢測器時不必特意在將不用的輸入端子(左側)白色端子和綠色端子短連接上花費時間，而進行投運調整工作。另外，即使外部噪聲進入輸入端子因為在內部將外部信號切斷，所以在用於誤將白色端子和綠色端子的短路解除的場合，依然有完全不受外部噪聲影響的效果。
再者，按照本實施形態，量程調整值若為超過對於滿刻度張力的增益的倒數(例如；1/20)的值，則利用輸入判別裝置31、39、能使量程調整正常結束，這表示對於滿刻度張力量程調整值小時，也就是即使在A/D轉換器的解析度變劣的區域(象控制精度變劣那樣的條件)，仍然能簡易地完成量程調整。由此，用戶在無法準備滿刻度張力2000N的大質量重錘的場合，例如用於等在張力檢測器上施加100N左右的力，就能進行虛擬量程調整，在無需控制精度要求的加工機器投運時(例如，材料最初初試通過時等)，具有容易進行調試的效果。
實施形態4本實施形態的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路的構成與圖1所示的實施形態1的構成基本相同，這裡不再詳述。還有，在本實施形態中，極性判別裝置30、38在張力檢測器的信號輸出為兩種極性(即正電壓和負電壓)時，對於零點存儲值判斷量程存儲值的正負關係並存儲，與此同時若是和量程存儲值相同極性的信號輸出，則判斷為正極性的輸入信號，相反，若是與量程存儲值相反極性的信號輸出，則判斷為負極性的輸入信號。
如圖2所示，張力檢測器的輸入電壓是正電壓、還是負電壓，若在張力檢測器的輸入動態範圍即-200mv～+200mv的範圍內有皮重負載，將該處作為零點存儲值。對於此零點存儲值存儲使量程存儲是大、還是小。在加工機器運轉中量程存儲值比零點存儲值大時(圖2、例1)，在張力檢測器的輸入電壓位於比零點存儲值大的一側時，判斷為正電壓，相反，在小的時候判斷為負電壓。另外，在加工機器運轉中，量程存儲值比零點存儲值小時，(圖2、例2)，在張力檢測器的輸入電壓位於比零點存儲值小的一側時，判斷為正電壓，相反，大時判斷為負電壓。即在本實施形態，提供了一種電路，因有正負輸入的極性判別裝置30，38，故儘管改換張力檢測器白色端子輸入和綠色端子輸入的配線，仍能正確地進行輸入電壓的正負判斷。
如上所述，在本實施形態中，因為設置了極性判別裝置30、38，張力檢測器的信號輸出為兩種極性時(即正電壓和負電極)時，對零點存儲值判斷量程存儲值的正負關係並存儲，與其同時若是和量程存儲值相同極性的信號輸出，則判斷為正極性的輸入信號，相反，若是和量程存儲值相反極性的信號輸出，則判斷為負極性的輸入信號，所以即使在張力檢測器的壓縮方向和拉伸方向搞錯的場合，因為調零或調量程仍能正常結束(但調零的負載過大時，調量程時的負載過大時，或負載不是時的出錯除外)，在機械的投運試車時，用戶能在短時間裡順利完成投運。還有，因為用軟體進行反連連接時的自動判別，沒有出錯信息顯示，用戶也就不必從使用說明書中去理解該出錯信息的意義，另外，用戶自身也不必調換張力檢測器的輸入極性，就能簡單而又順利地進行調零、調量程。
本發明的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路在使用張力控制裝置和該張力控制裝置的兩臺檢測張力的張力檢測器、測定薄膜等長度長的材料組成的被測物的張力時，用於取入該兩臺張力檢測器的輸出信號並放大，包括輸出信號輸入裝置，輸入所述兩臺張力檢測器的各輸出信號，AD轉換器，將輸入所述輸出信號輸入裝置的各所述輸出信號作16bit以上模/數轉換，零點調整存儲裝置，通過由所述16bit以上的AD轉換器對輸入所述輸出信號輸入裝置的、所述兩臺張力檢測器調零時的各張力檢測器的輸出信號進行模/數轉換所得的各數位訊號作為零點調整值分別存儲，量程調整值存儲裝置，通過由所述16bit以上的AD轉換器對輸入所述輸出信號輸入裝置的、所述兩臺張力檢測器調量程時的各張力檢測器的輸出信號進行模數轉換所得的各數位訊號，作為量程調整值分別存儲、張力值運算裝置，通過由所述16bit以上的AD轉換器時輸入所述輸出信號輸入裝置的、所述兩臺張力檢測器測定所述被測物張力時的各張力檢測器的輸出信號進行模/數轉換所得的各輸入電壓值，根據所述零點調整值及所述量程調整值，分別轉換成張力值、以及張力值運算裝置，將所述張力值運算裝置輸出的兩所述張力值相加，作為檢測張力值輸出，所以能得到不需要增益切換裝置、不必因配線錯誤而改換配線、投運調整工作容易的張力控制裝置的張力檢測用輸入電路。
權利要求
1.一種張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路，其特徵在於，所述張力檢測器用輸入電路在使用張力控制裝置和該張力控制裝置的兩臺檢測張力的張力檢測器來測定薄膜等長度長的材料組成的被測物的張力時，用於取入並放大該兩臺張力檢測器的輸出信號，包括輸出信號輸入裝置，輸入所述兩臺張力檢測器的各輸出信號，AD轉換器，對輸入到所述輸出信號輸入裝置的各所述輸出信號進行16bit以上模/數轉換，零點調整值存儲裝置，通過由所述16bit以上的AD轉換器對輸入所述輸出信號輸入裝置的、調整所述兩臺張力檢測器零點時各張力檢測器的輸出信號進行模/數轉換所得的各數位訊號，作為零點調整值分別存儲，量程調整值存儲裝置，通過由所述16bit以上的AD轉換器對輸入所述輸出信號輸入裝置的、調整所述兩臺張力檢測器的量程時各張力檢測器的輸出信號進行模/數轉換所得的各數位訊號，作為量程調整值分別存儲、張力值運算裝置，通過由所述16bit以上的AD轉換器對輸入所述輸出信號輸入裝置的、測定所述兩臺張力檢測器的所述被測物張力時各張力檢測器的輸出信號進行模/數轉換所得的各輸入電壓值，根據所述零點調整值及所述量程調整值，分別轉換成張力值，以及檢測張力值運算裝置，將所述張力值運算裝置輸出的兩個所述張力值相加，作為檢測張力值輸出。
2.如權利要求1所述的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路，其特徵在於，還包括第一輸入判別裝置，設置在所述張力值運算裝置和所述檢測張力值運算裝置之間，將所述兩張力檢測器的各所述量程調整值與預定的閾值進行比較，任何一側的所述量程調整值小於該閾值時，切斷與小於該閾值的一側的所述張力檢測器相對應的、從上述張力值運算裝置來的所述張力值輸入所述檢測張力值運算裝置。
3.如權利要求1或2所述張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路，其特徵在於，還包括第二輸入判別裝置，設在所述張力值運算裝置和所述檢測張力值運算裝置之間，在所述兩張力檢測器的任何一側的所述量程調整值對於滿刻度張力為增益的倒數時，切斷與該增益的倒數一側的所述張力檢測器對應的、從所述張力值運算裝置來的所述張力值的所述檢測張力值運算裝置的輸入。
4.如權利要求1所述的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路，其特徵在於，還包括極性判別裝置，在所述兩臺張力檢測器來的信號輸出為兩種極性(即正電壓和負電壓)時，對所述零點調整值進行判斷並存儲所述量程調整值的正負關係的同時，若是與所述量程調整值相同極性的信號輸出則判定為正極性輸入信號，反之，若是與量程調整值相反極性的信號輸出則判定為負極性的輸入信號。
5.如權利要求2所述的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路，其特徵在於，還包括極性判別裝置，在所述兩臺張力檢測器來的信號輸出為兩種極性(即正電壓和負電壓)時，對於所述零點調整值判斷並存儲所述量程調整值的正負關係的同時，若是與所述量程調整值相同極性的信號輸出則判定為正極性的輸入信號，反之，若是與量程調整值相反極性的信號輸出則判定為負極性的輸入信號。
6.如權利要求3所述的張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路，其特徵在於，還包括極性判別裝置，在所述兩臺張力檢測器來的信號輸出為兩種極性(即正電壓和負電極)時，對於所述零點調整值判斷並存儲所述量程調整值的正負關係的同時，若是與所述量程調整值相同極性的信號輸出則判定為正極性輸入信號，反之，若是與量程調整值相反極性的信號輸出則判定為負極性的輸入信號。
全文摘要
本發明揭示一種張力控制裝置的張力檢測器用輸入電路，不需增益切換裝置、配錯線也不必改換配線的、投運調整工作相當容易。包括零點調整值存儲裝置，將左右張力檢測器調零時的各輸入信號用低通濾波器26、34濾去高頻噪聲後由AD轉換器27、36進行AD轉換、作為零點調整值28、36存儲起來，量程調整值存儲裝置，同樣地濾去高頻噪聲後、對調量程時的輸入信號作AD轉換、作為量程調整值29.37存儲起來，張力值運算裝置，濾去高頻噪聲後、對測定被測物張力時的輸入信號進行AD轉換、根據零點調整值及量程調整值變換成左右張力輸入值32、40，以及加法裝置41，將它們相加、輸出檢測張力值42。
文檔編號G01L1/26GK1548935SQ0315489
公開日2004年11月24日 申請日期2003年8月18日 優先權日2003年5月8日
發明者白井成昭, 寺田要 申請人:三菱電機株式會社